认识FreeRTOS多任务同步和通信机制

时间：2021-08-19 21:39:06

FreeRTOS多任务同步和通信机制的掌握

本周课堂任务为：

  • 在github上，Fork例程项目（https://github.com/cbhust/

  • STM32F429_Discovery_FreeRTOS_9.git） 到自己的个人账号。

  • clone项目到本地电脑的Ubuntu虚拟机中（虚拟机环境在第一次作业中已搭建）。

  • 按照/Projects/Demo1/README.md中的提示编译Demo1例程并通过Qemu运行例程。

  • 在Demo1的框架基础上完成自己的本次编程作业（具体要求见第3点）。

  • 代码完成后提交到自己的github账号上，确保助教可以正常的clone并编译运行。

  • 在作业博客上给出代码的github链接、代码说明以及运行结果展示。

clone项目并初运行

参考第一次作业的内容，按照指示，fork老师的代码后，在终端输入：
git clone https://github.com/czphappy/STM32F429_Discovery_FreeRTOS_9.git
获得相应编程环境。如图

认识FreeRTOS多任务同步和通信机制

认识FreeRTOS多任务同步和通信机制

根据老师的提示，按照README.md中的流程，安装QEMU（如图）

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接着是为qemu加入环境变量，在终端输入： （这一步每次重启终端都需要重新输入，谢谢老师的提醒，少走许多弯路）

#cd ~/work
#tar xvf gnuarmeclipse-qemu-debian64-2.8.0-201612271623-dev.tgz
#chmod -R -w ./qemu
#export PATH=~/work/qemu/2.8.0-201612271623-dev/bin/:$PATH
#qemu-system-gnuarmeclipse --version

结果如图，配置成功。
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接着按照指示，在Demo1下make之后，在终端输入：
#./qemu.sh
运行结果如下，验证完毕，环境已经建好。：
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GDB调试

继续依照指示,在终端输入：
#./qemu_gdb.sh，
开启UI后，新开一个终端，输入：

#arm-none-eabi-gdb  
(gdb)target remote localhost:1234 
(gdb)continue

得到如下结果（验证完毕）
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新建通信任务

这个问题我想主要难点在于Monitor_Task的书写，由于三个任务同步进行，Monitor_Task如果设置不恰当很有可能错误判断，因为最常见的结果是Sender_Task已经把数据传出，只是 Receiver_Task还没有接收，但我发现sender每次传输的值和其传输的次数是相同的（或者具体说是除10000的余数），所以我就设置两个全局变量，一个用于存储Receiver_Task最新接收的值，另外一个用于存储传输次数，通过比较两者是否相等，就可以直接进行判断。

以下是具体实现流程，在老师给的main.c的框架下，我设置的全局变量

void Hardware_Init(void);
void Monitor_Task( void *pvParameters );
void Sender_Task( void *pvParameters );
void Receiver_Task( void *pvParameters );
void Red_LED_On(void);
void Red_LED_Off(void);
void Green_LED_On(void);
void Green_LED_Off(void);
extern unsigned long ReceiverFlag =0;
extern unsigned long nflag=0;

ReceiverFlag用于存储Receiver_Task最新接收的值，nflag存储传输次数，以下是我新建的三个任务：

      
       xTaskCreate(                                                                                  
       Sender_Task,                 /* Function pointer */
          ( signed portCHAR * )"Sender_Task", /* Task name - for debugging only*/
          configMINIMAL_STACK_SIZE,         /* Stack depth in words */
          (void*) NULL,                     /* Pointer to tasks arguments ````(parameter) */
          tskIDLE_PRIORITY + 2UL,           /* Task priority*/
          NULL                              /* Task handle */
       );

      xTaskCreate(
          Receiver_Task,                 /* Function pointer */
          ( signed portCHAR * )"Receiver_Task",  /* Task name - for debugging only*/
          configMINIMAL_STACK_SIZE,         /* Stack depth in words */
          (void*) NULL,                     /* Pointer to tasks arguments (parameter) */
          tskIDLE_PRIORITY + 4UL,           /* Task priority*/
          NULL                              /* Task handle */
       );
       xTaskCreate(
          Monitor_Task,                 /* Function pointer */
           ( signed portCHAR * )"Monitor_Task", /* Task name - for debugging only*/
          configMINIMAL_STACK_SIZE,         /* Stack depth in words */
          (void*) NULL,                     /* Pointer to tasks arguments (parameter) */
          tskIDLE_PRIORITY + 3UL,           /* Task priority*/
          NULL                              /* Task handle */
       );

其中优先级取为Sender_Task<Receiver_Task<Monitor_Task(其实后两者可以一样) ，结果是一致的。

void Sender_Task(void *pvParameters)
     {    
       unsigned long  SendNum = 1;     
       unsigned long SenderSum =0;    
       for( ;; )  
      {  
        vTaskDelay(2);  
        /* 向队列中填充内容 */  
        xQueueSend( MsgQueue, ( void* )&SendNum, 0 );  
        SenderSum=SendNum+SenderSum;
        SendNum=(SendNum+1)%10000;
      }  
      }

sender_Task的任务比较简单，只需要有个累加值以及一个基数即刻，优先级较低。

void Receiver_Task(void *pvParameters)
{
    unsigned long ReceiverSum = 0;
    unsigned long ReceiverNum =1;
    for( ;; )
    {  

        vTaskDelay(1000);
        /* 从队列中获取内容 */  
        for( ;xQueueReceive( MsgQueue,&ReceiverNum, 0 ) == pdPASS;)  
        {  
            ReceiverSum = ReceiverNum+ReceiverSum; 
            nflag++;
            ReceiverFlag=ReceiverNum;
        }  
    }  
}

Receiver_Task的任务相对复杂，除了两个累加值之外，还需要设置两个全局变量，取出值和累加值

void Monitor_Task(void *pvParameters)
{  
    for( ;; )  
    {  
        vTaskDelay(10000);
        if( ReceiverFlag == (nflag % 10000))  
        {  
             Green_LED_On();
             vTaskDelay(1000);
             Green_LED_Off();
        }  
        else 
        {
            Red_LED_On();
            vTaskDelay(1000);
            Red_LED_Off();
        }
    }  
}

正如前面所说，Monitor_Task就是简单判断两个全局变量是否相等，正确则绿灯亮，错误则红灯亮。
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结果是绿灯持续闪烁，说明传输没有问题。
完成后将我的代码push到远程仓库。
以下是我的github链接
https://github.com/czphappy/STM32F429_Discovery_FreeRTOS_9

此次实验，我的进度把握不是很好，师兄也是一在把时间延后，从一开始什么都不知道，到现在的任务完成，期间遇到各种问题，多谢师兄和同学们也耐心讲解，让我完成这个作业，对于GitHub和FreeRTOS也有了一定的认识。谢谢！

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