RTOS多任务访问同一个UART的方法

待我称王封你为后i 2022-11-05 14:59 53阅读 0赞

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作者 | strongerHuang

微信公众号 | 嵌入式专栏

在RTOS多任务编程的时候，同一个硬件（比如UART、I2C等）被多个任务访问的情况比较多，如果不合理处理，就会导致“混乱”的局面。

处理“混乱”局面的方法比较多，下面基于FreeRTOS，以UART为例讲讲常见的互斥、队列这两种方法。

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**互斥访问方法**

**互斥量**：是一个可以处于两态之一的变量：解锁和加锁。

**原理**：创建一个互斥量，任务A在需要**占用资源**（使用UART发送数据），把资源（UART）占用。此时，任务B及其他任务就不能占用该资源。当任务A使用完资源（UART发送完数据），**释放资源**，其他任务就可以抢占该资源。

> 创建互斥量
> 
> 任务A占用资源
> 
> 使用资源（发送数据）
> 
> 任务A释放资源
> 
> 优先级高的任务B占用资源
> 
> 使用资源
> 
> 任务B释放资源
> 
> 依次，优先级任务占用资源
> 
> ·
> 
> ·
> 
> ·

**代码：**

//创建互斥量资源
    SemaphoreHandle_t xSemaphore = NULL;
    xSemaphore = xSemaphoreCreateMutex();
    
    
    void TaskA(void *pvParameters)
    {
      for(;;)
      {
        //占用资源
        if(xSemaphoreTake(xSemaphore, 10 ) == pdTRUE)
        {
          //使用资源(发送数据)
          USART_SendNByte();
          //释放资源
          xSemaphoreGive(xSemaphore);
        }
      }
    }

**信号量与互斥量区别**：

**信号量**：多个任务同步使用某个资源；

一个任务完成某个动作后通过信号告诉别的任务，别的任务才可以执行某些动作；

**互斥量**：多任务互斥使用某个资源；

一个任务占用某个资源，那么别的任务就无法访问，直到该任务离开，其他任务才可以访问该资源；

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**队列操作方法**

队列操作方法就是FIFO，先入先出的原理。比如：**任务A要使用UART发送一串数据，将其加入队列； 接着任务B也要使用UART发送一串数据**。

那么，任务A将这串数据加入队列，接着任务B又将要发送的一串数据加入队列。

在另外一个UART发送的任务中，从队列中按照FIFO方式读取队列里面的数据，依次发送出去即可。

> 创建一个队列（发送数据队列）
> 
> 创建一个任务（UART发送数据任务）
> 
> 任务A加入队列
> 
> 任务B加入队列
> 
>    ·
> 
>    ·
> 
>    ·
> 
> 另外一边的任务，依次读取队列数据，使用UART发送出去。

**代码：**

QueueHandle_t xQueue;
    xQueue = xQueueCreate(QUEUE_LENGTH, QUEUE_ITEM_SIZE);
    
    
    xTaskCreate(UART_Send_Task, "UART_Send", STACK_SIZE, NULL, TASK_PRIORITY, NULL);
    
    
    void TaskA(void *pvParameters)
    {
      for(;;)
      {
        //任务相关操作
    
    
        //加入队列
        xQueueSend(xQueue, &TaskA_Buf, 10)
      }
    }
    
    
    void TaskB(void *pvParameters)
    {
      for(;;)
      {
        //任务相关操作
    
    
        //加入队列
        xQueueSend(xQueue, &TaskB_Buf, 10)
      }
    }
    
    
    void UART_Send_Task(void *pvParameters)
    {
      for(;;)
      {
        //循环读取队列BUF
        if(xQueueReceive(xQueue, &Buf, 10) == pdTRUE)
        {
          USART_SendNByte(&Buf);
        }
      }
    }

以上两种方法比较常用，也比较简单，希望对大家有帮助。

**提示：**代码仅供学习理解原理，在项目中需要结合实际情况增、删、修改代码。

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