1.总结二进制信号量和计数型信号量的区别,以及他们的使用场景。
二进制信号量只有两个状态:0和1。它通常用于线程同步,表示某个线程执行完毕,另一个线程才能开始执行。这种特性使得二进制信号量特别适用于互斥访问共享资源的场景,如多个线程需要访问同一个临界区域。通过二进制信号量,可以确保同一时间只有一个线程能够进入临界区域,从而避免数据竞争和不一致性。
计数型信号量则可以有多个状态,其值通常表示可用的资源数量。计数型信号量主要用于控制资源的访问数量,适用于限制资源的访问数量的场景。计数型信号量的值一般是大于或者等于2(生产者和消费者模型)
2.使用计数型信号量完成生产者和消费者模型实验。
void StartDefaultTask(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
osSemaphoreAcquire ( myCountingSem01Handle,osWaitForever); //获取信号
printf("我生产了500辆小汽车\r\n");
osDelay(500);
}
}
void StartTask02(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartTask02 */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
osSemaphoreRelease(myCountingSem01Handle); //释放信号
printf("我消费了500辆汽车\r\n");
osDelay(500);
}
/* USER CODE END StartTask02 */
}
3.总结FreeRTOS中同步和互斥的五种方法的使用方法
(1)、队列:
创建队列有两种方式,动态创建使用xQueueCreate函数进行创建,静态创建使用xQueueCreateStatic函数进行创建。
写函数:
在中断中使用的个函数:xQueueSendToBackFromISR,是在任务中使用的:xQueueSendToBack。
读函数:
一种是在中断中进行队列的读取(xQueueReceiveFromISR),一种是在任务中进行队列的读取。(xQueueReceive)
(2)、信号量:
在FreeRTOS中有两种信号量:二进制信号量、计数型信号量。
使用 osSemaphoreNew 函数创建信号量,
使用 osSemaphoreAcquire 函数获取信号量,获取信号量后就可以访问共享资源,
使用 osSemaphoreRelease 函数释放信号量,以便于其他任务访问共享资源。
(3)、互斥量:
创建互斥量:osMutexNew
获取互斥量函数:osMutexAcquire
释放互斥量函数:osMutexRelease
(4)、事件组:
在FreeRTOS中,事件组允许任务等待多个事件的状态,并且可以在任何事件被设置时唤醒等待的任务。
创建事件组函数:osEventFlagsNew
设置事件组函数:osEventFlagsSet
等待事件组函数:osEventFlagsWait
(5)、任务通知:
任务通知函数:osThreadFlagsSet
等待任务通知函数:osThreadFlagsWait
4.总结任务通知和其他任务通信机制的区别
1.队列、信号量、互斥量、事件组在使用之前都需要先创建,才能使用。任务通知无需创建即可使用。
2.队列、信号量、互斥量、事件组 多对多通信。任务通知是多对一通信。
3.队列、信号量、互斥量、事件组需要被创建,所以消耗的资源也是比较多。任务通知不需要被创建消耗的资源少
5.根据文档和录屏学习一下软件定时器,了解软件定时器的作用和软件定时器和硬件定时器的区别
软件定时器的作用:1.执行特定函数。2.系统资源管理。
软件定时器和硬件定时器的区别:
- 实现方式:硬件定时器是芯片本身提供的定时功能,一般是由外部晶振提供给芯片输入时钟,芯片向软件模块提供一组配置寄存器,接受控制输入,到达设定时间值后芯片中断控制器产生时钟中断。而软件定时器则是通过软件计算实现的,它依赖于操作系统的调度机制来计时。
- 精度和稳定性:硬件定时器的精度一般很高,可以达到纳秒级别,并且因为是中断触发方式,所以不受主程序执行的影响,因此能够提供更高的稳定性。而软件定时器的精度和稳定性受到CPU负载和操作系统调度策略的影响,可能存在延迟。
- 资源占用:软件定时器不需要硬件支持,只有在软件定时器回调函数被调用时才需要占用CPU时间。而硬件定时器则需要硬件资源的支持。