（学习日记）2024.04.04：UCOSIII第三十二节：计数信号量实验

写在前面：
由于时间的不足与学习的碎片化，写博客变得有些奢侈。
但是对于记录学习（忘了以后能快速复习）的渴望一天天变得强烈。
既然如此
不如以天为单位，以时间为顺序，仅仅将博客当做一个知识学习的目录，记录笔者认为最通俗、最有帮助的资料，并尽量总结几句话指明本质，以便于日后搜索起来更加容易。


标题的结构如下：“类型”：“知识点”——“简短的解释”
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四十六、UCOSIII：计数信号量实验

1、实验设计

计数型信号量实验是模拟停车场工作运行。在创建信号量的时候初始化5个可用的信号量，并且创建了两个任务：一个是获取信号量任务， 一个是释放信号量任务，两个任务独立运行，获取信号量任务是通过按下KEY1按键进行信号量的获取，模拟停车场停车操作， 其等待时间是0，在串口调试助手输出相应信息。

释放信号量任务则是信号量的释放，释放信号量任务也是通过按下KEY2按键进行信号量的释放，模拟停车场取车操作， 在串口调试助手输出相应信息，实验源码具体如下：

#include <includes.h>/*
********************************************************************
*                                   LOCAL DEFINES
*********************************************************************
*/OS_SEM SemOfKey;          //标志KEY1是否被按下的信号量/*
***************************************************************
*                                                 TCB
****************************************************************
*/static  OS_TCB   AppTaskStartTCB;                      //任务控制块
static  OS_TCB   AppTaskKey1TCB;
static  OS_TCB   AppTaskKey2TCB;/*
*****************************************************************
*                         STACKS
******************************************************************
*/static  CPU_STK  AppTaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE];       //任务栈
static  CPU_STK  AppTaskKey1Stk [ APP_TASK_KEY1_STK_SIZE ];
static  CPU_STK  AppTaskKey2Stk [ APP_TASK_KEY2_STK_SIZE ];/*
********************************************************************
*                        FUNCTION PROTOTYPES
***************************************************************
*/static  void  AppTaskStart  (void *p_arg);               //任务函数声明
static  void  AppTaskKey1  ( void * p_arg );
static  void  AppTaskKey2  ( void * p_arg );int  main (void)
{OS_ERR  err;OSInit(&err);     //初始化μC/OS-III/* 创建起始任务 */OSTaskCreate((OS_TCB     *)&AppTaskStartTCB,//任务控制块地址(CPU_CHAR   *)"App Task Start",//任务名称(OS_TASK_PTR ) AppTaskStart,//任务函数(void       *) 0,//传递给任务函数（形参p_arg）的实参(OS_PRIO     ) APP_TASK_START_PRIO,//任务的优先级(CPU_STK    *)&AppTaskStartStk[0],//任务栈的基地址(CPU_STK_SIZE) APP_TASK_START_STK_SIZE / 10,//任务栈空间剩下1/10时限制其增长(CPU_STK_SIZE) APP_TASK_START_STK_SIZE,//任务栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）(OS_MSG_QTY  ) 5u,//任务可接收的最大消息数(OS_TICK     ) 0u,//任务的时间片节拍数（0表默认值OSCfg_TickRate_Hz/10）(void       *) 0,//任务扩展（0表不扩展）(OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),//任务选项(OS_ERR     *)&err);//返回错误类型OSStart(&err);//启动多任务管理（交由μC/OS-III控制）}static  void  AppTaskStart (void *p_arg)
{CPU_INT32U  cpu_clk_freq;CPU_INT32U  cnts;OS_ERR      err;(void)p_arg;BSP_Init();//板级初始化CPU_Init();//初始化 CPU组件（时间戳、关中断时间测量和主机名）cpu_clk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();//获取 CPU内核时钟频率（SysTick 工作时钟）cnts = cpu_clk_freq / (CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;//根据用户设定的时钟节拍频率计算 SysTick定时器的计数值OS_CPU_SysTickInit(cnts);//调用 SysTick初始化函数，设置定时器计数值和启动定时器Mem_Init();//初始化内存管理组件（堆内存池和内存池表）#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
//如果启用（默认启用）了统计任务OSStatTaskCPUUsageInit(&err);//计算没有应用任务（只有空闲任务）运行时 CPU 的（最大）
#endif//容量（决定OS_Stat_IdleCtrMax 的值，为后面计算 CPU使用率使用）。CPU_IntDisMeasMaxCurReset();//复位（清零）当前最大关中断时间/* 创建信号量 SemOfKey */OSSemCreate((OS_SEM      *)&SemOfKey,    //指向信号量变量的指针(CPU_CHAR    *)"SemOfKey",    //信号量的名字(OS_SEM_CTR   )5,             //表示现有资源数目(OS_ERR      *)&err);         //错误类型/* 创建 AppTaskKey1 任务 */OSTaskCreate((OS_TCB     *)&AppTaskKey1TCB,//任务控制块地址(CPU_CHAR   *)"App Task Key1",//任务名称(OS_TASK_PTR ) AppTaskKey1,//任务函数(void       *) 0,//传递给任务函数（形参p_arg）的实参(OS_PRIO     ) APP_TASK_KEY1_PRIO,//任务的优先级(CPU_STK    *)&AppTaskKey1Stk[0],//任务栈的基地址(CPU_STK_SIZE) APP_TASK_KEY1_STK_SIZE / 10,//任务栈空间剩下1/10时限制其增长(CPU_STK_SIZE) APP_TASK_KEY1_STK_SIZE,//任务栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）(OS_MSG_QTY  ) 5u,//任务可接收的最大消息数(OS_TICK     ) 0u,//任务的时间片节拍数（0表默认值OSCfg_TickRate_Hz/10）(void       *) 0,//任务扩展（0表不扩展）(OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),//任务选项(OS_ERR     *)&err);//返回错误类型/* 创建 AppTaskKey2 任务 */OSTaskCreate((OS_TCB     *)&AppTaskKey2TCB,//任务控制块地址(CPU_CHAR   *)"App Task Key2",//任务名称(OS_TASK_PTR ) AppTaskKey2,//任务函数(void       *) 0,//传递给任务函数（形参p_arg）的实参(OS_PRIO     ) APP_TASK_KEY2_PRIO,//任务的优先级(CPU_STK    *)&AppTaskKey2Stk[0],//任务栈的基地址(CPU_STK_SIZE) APP_TASK_KEY2_STK_SIZE / 10,//任务栈空间剩下1/10时限制其增长(CPU_STK_SIZE) APP_TASK_KEY2_STK_SIZE,//任务栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）(OS_MSG_QTY  ) 5u,//任务可接收的最大消息数(OS_TICK     ) 0u,//任务的时间片节拍数（0表默认值OSCfg_TickRate_Hz/10）(void       *) 0,//任务扩展（0表不扩展）(OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),//任务选项(OS_ERR     *)&err);//返回错误类型OSTaskDel ( & AppTaskStartTCB, & err );//删除起始任务本身，该任务不再运行}/*
********************************************************************
*                                          KEY1 TASK
*********************************************************************
*/
static  void  AppTaskKey1 ( void * p_arg )
{OS_ERR      err;OS_SEM_CTR  ctr;CPU_SR_ALLOC();//使用到临界段（在关/开中断时）时必须用到该宏，该宏声明和定义一个局部变//量，用于保存关中断前的 CPU 状态寄存器SR（临界段关中断只需保存SR），开中断时将该值还原。uint8_t ucKey1Press = 0;(void)p_arg;while (DEF_TRUE)//任务体{if ( Key_Scan ( macKEY1_GPIO_PORT, macKEY1_GPIO_PIN, 1, & ucKey1Press ) )//如果KEY1被按下{ctr = OSSemPend ((OS_SEM   *)&SemOfKey, //等待该信号量SemOfKey(OS_TICK   )0,//下面选择不等待，该参无效(OS_OPT    )OS_OPT_PEND_NON_BLOCKING,//如果没信号量可用不等待(CPU_TS   *)0,       //不获取时间戳(OS_ERR   *)&err);     //返回错误类型OS_CRITICAL_ENTER();                  //进入临界段if ( err == OS_ERR_NONE )printf ( "\r\nKEY1被按下：成功申请到停车位，剩下%d个停车位。\r\n", ctr );else if ( err == OS_ERR_PEND_WOULD_BLOCK )printf ( "\r\nKEY1被按下：不好意思，现在停车场已满，请等待！\r\n" );OS_CRITICAL_EXIT();}OSTimeDlyHMSM ( 0, 0, 0, 20, OS_OPT_TIME_DLY, & err );}}/*
************************************************************************
*                                          KEY2 TASK
***********************************************************************
*/
static  void  AppTaskKey2 ( void * p_arg )
{OS_ERR      err;OS_SEM_CTR  ctr;CPU_SR_ALLOC();//使用到临界段（在关/开中断时）时必须用到该宏，该宏声明和定义一个局部变//量，用于保存关中断前的 CPU 状态寄存器SR（临界段关中断只需保存SR）//，开中断时将该值还原。uint8_t ucKey2Press = 0;(void)p_arg;while (DEF_TRUE)//任务体{if ( Key_Scan ( macKEY2_GPIO_PORT, macKEY2_GPIO_PIN, 1, & ucKey2Press ) )//如果KEY2被按下{ctr = OSSemPost((OS_SEM  *)&SemOfKey,//发布SemOfKey(OS_OPT   )OS_OPT_POST_ALL,//发布给所有等待任务(OS_ERR  *)&err);//返回错误类型OS_CRITICAL_ENTER();//进入临界段printf ( "\r\nKEY2被按下：释放1个停车位，剩下%d个停车位。\r\n", ctr );OS_CRITICAL_EXIT();}OSTimeDlyHMSM ( 0, 0, 0, 20, OS_OPT_TIME_DLY, & err );//每20ms扫描一次}}

别忘了每次修改函数都要在app_cfg.h文件中修改 优先级的宏 和 栈的宏

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*                                            TASK PRIORITIES
*********************************************************************************************************
*/#define  APP_TASK_START_PRIO                        2            //任务优先级#define  APP_TASK_KEY1_PRIO                         3
#define  APP_TASK_KEY2_PRIO                         3/*
*********************************************************************************************************
*                                            TASK STACK SIZES
*                             Size of the task stacks (# of OS_STK entries)
*********************************************************************************************************
*/#define  APP_TASK_START_STK_SIZE                    128          //任务堆栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）#define  APP_TASK_KEY1_STK_SIZE                     512 
#define  APP_TASK_KEY2_STK_SIZE                     512 

2、信号量实验现象

将程序编译好，用USB线连接计算机和开发板的USB接口， 用DAP仿真器把配套程序下载到野火STM32开发板， 在计算机上打开串口调试助手。
按下开发板的KEY1按键获取信号量模拟停车，按下KEY2按键释放信号量模拟取车；
在串口调试助手中可以看到运行结果，具体见图