【嵌入式 RT-Thread】一种优雅的使用 [互斥锁] 和 [信号量] 解决数据多路并发思路

news2025/2/23 0:34:13

rt-thread 中的信号量和互斥锁在工业开发项目中的应用，本博文主要介绍了一种优雅的使用 [互斥锁] 和 [信号量] 解决数据多路并发思路
2024-06
by 积跬步、至千里

目录

0. 个人简介 && 授权须知
1. 工业场景描述
1.1 工业数据采集需求
1.2 总线协议与数据采集

2. 互斥锁和信号量的应用场合
3. 使用RT-Thread 的互斥锁和信号量的伪代码
4. 源代码下载链接

0. 个人简介 && 授权须知

📋 个人简介

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作者：积跬步、至千里

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1. 工业场景描述

1.1 工业数据采集需求

串口1和2接受的数据遵从mudbus协议
串口1收到modbus指令，第1路传感器采集数据
串口2收到modbus指令，第2路传感器采集数据
将采集的数据显示到lcd屏幕上
soc运行RTOS，比如RT-Thread

1.2 总线协议与数据采集

工业上接线图如下所示：
在这里插入图片描述

2. 互斥锁和信号量的应用场合

在这里插入图片描述

3. 使用RT-Thread 的互斥锁和信号量的伪代码

thread_sum_init()
  -> cpuMtx // 初始化互斥锁
  -> sensor_read_thread2()
     -> sensor_read_uart2_routine()
  -> sensor_read_thread3()
     -> sensor_read_uart3_routine()
    

    
sensor_read_uart2_routine()
{
	rx_sem2;  // 创建接收信号量
    // 串口2接收中断中，接收到串口数据则释放信号量 rt_sem_release(rx_sem2);
    while(1)
    {
         // 阻塞，等待 mcu 释放互斥锁，若释放了
         // ===【持有】互斥锁 === 
        rt_mutex_take(cpuMtx, RT_WAITING_FOREVER);
        
        // 阻塞：若串口收到数据，信号量2被释放
        // 传感器1，持有信号量2，采集数据
        
        // 阻塞：若串口收到数据，信号量2被释放
        // 传感器2，持有信号量2，采集数据
       
        // ===释放互斥锁 === 	
    }
}


sensor_read_uart3_routine()
{
    rx_sem3;  // 创建接收信号量
    // 串口3接收中断中，接收到串口数据则释放信号量 rt_sem_release(rx_sem2);
    
    while(1)
    {
         // 阻塞，等待 mcu 释放互斥锁，若释放了
         // ===【持有】互斥锁 === 
        
         rt_mutex_take(cpuMtx, RT_WAITING_FOREVER);
        
        // 阻塞：若串口收到数据，信号量3被释放
        // 传感器1，持有信号量3，采集数据
        
        // 阻塞：若串口收到数据，信号量3被释放
        // 传感器2，持有信号量3，采集数据
        
        // ===释放互斥锁 === 
    }
}