RTOS互斥访问串口的方法

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。

互斥访问串口的方法

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；

队列访问串口的方法

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。

审核编辑：彭静