STM32CubeMX FreeRTOS 互斥锁
一、CubeMX配置
时钟配置
LED板载小灯配置
串口一配置
freertos配置
生成工程
二、互斥锁（Mutex）
- 特点：
- 互斥锁是一种基本的同步原语，用于保护临界区，确保在同一时刻只有一个线程可以进入临界区。
- 当一个线程持有互斥锁时，其他线程在尝试获得同一互斥锁时会被阻塞，直到该锁被释放。
- 同一线程多次尝试获得相同的互斥锁会导致死锁。
FreeRTOSConfig.h文件通常位于Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/include目录下。
在FreeRTOSConfig.h文件中，确保configUSE_MUTEXES宏被设置为1，以启用互斥锁。
#define configUSE_MUTEXES 1
添加头文件
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "semphr.h"
#include "stdio.h"
#include "usart.h"
/* USER CODE END Includes */配置串口重定向，选好记得保存
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
#include
int fputc(int ch,FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)&ch,1,0xFFFF);
return ch;
}
/* USER CODE END PTD */ 创建句柄
/* USER CODE BEGIN PD */
// 定义一个互斥锁句柄
SemaphoreHandle_t xMutex;
/* USER CODE END PD */创建互斥锁
/* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
/* add mutexes, ... */
// 创建互斥锁
xMutex = xSemaphoreCreateMutex();
/* USER CODE END RTOS_MUTEX */任务一抢占互斥锁
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// 尝试获取互斥锁
if (xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY)) {
printf("Task1 get ok\r\n");
xSemaphoreGive(xMutex); // 释放互斥锁
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 任务延时
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartDefaultTask */
}任务二抢占互斥锁
/* USER CODE END Header_StartTask02 */
void StartTask02(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartTask02 */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// 尝试获取互斥锁
if (xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY)) {
printf("Task2 get ok\r\n");
xSemaphoreGive(xMutex); // 释放互斥锁
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 任务延时
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartTask02 */
}运行效果 同一时刻只有一个任务
三、递归互斥锁（Recursive Mutex）
特点：
- 递归互斥锁允许同一线程在持有锁的情况下多次获取该锁，而不会造成死锁。
- 每次获取锁都需要对应的释放，只有当所有获取和释放的操作平衡时，其他线程才能获得该锁。
- 允许嵌套，即同一线程在多层函数调用中可以多次获取相同的递归互斥锁。
FreeRTOSConfig.h文件通常位于Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/include目录下。
在FreeRTOSConfig.h文件中，确保configUSE_MUTEXES宏被设置为1，以启用互斥锁。
#define configUSE_MUTEXES 1
添加头文件
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "semphr.h"
#include "stdio.h"
#include "usart.h"
/* USER CODE END Includes */配置串口重定向，选好记得保存
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
#include
int fputc(int ch,FILE *f)
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)&ch,1,0xFFFF);
return ch;
}
/* USER CODE END PTD */ 创建句柄
/* USER CODE BEGIN PD */
// 定义一个递归互斥锁句柄
SemaphoreHandle_t xRecursiveMutex;
/* USER CODE END PD */创建递归互斥锁
/* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
/* add mutexes, ... */
// 创建递归互斥锁
xRecursiveMutex = xSemaphoreCreateRecursiveMutex();
/* USER CODE END RTOS_MUTEX */任务一抢占
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// 尝试获取递归互斥锁
if (xSemaphoreTakeRecursive(xRecursiveMutex, portMAX_DELAY)) {
printf("Task1 get ok\r\n");
xSemaphoreGiveRecursive(xRecursiveMutex); // 释放递归互斥锁
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 任务延时
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartDefaultTask */
}任务二抢占
/* USER CODE END Header_StartTask02 */
void StartTask02(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartTask02 */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// 尝试获取递归互斥锁
if (xSemaphoreTakeRecursive(xRecursiveMutex, portMAX_DELAY)) {
printf("Task2 get ok\r\n");
xSemaphoreGiveRecursive(xRecursiveMutex); // 释放递归互斥锁
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 任务延时
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartTask02 */
}
-
递归调用：
RecursiveTask(pvParameters)语句表示调用当前函数，即递归调用。这是为了模拟同一线程在递归调用中多次获取和释放递归互斥锁。 -
xSemaphoreGiveRecursive(xRecursiveMutex)： 在递归调用返回后，表示退出临界区并释放递归互斥锁。 -
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000))： 为了简化演示，这里使用了延时，模拟任务执行一段时间后再次尝试获取锁。 -
vTaskDelete(NULL)： 在任务执行结束时，调用vTaskDelete(NULL)表示删除当前任务。任务执行结束后，相应的资源将被释放。
运行效果
