【RT-thread studio 下使用STM32F103-学习sem-信号量-初步使用-线程之间控制-基础样例】

news2024/12/25 9:05:40

【RT-thread studio 下使用STM32F103-学习sem-信号量-初步使用-线程之间控制-基础样例】

1、前言
2、环境
3、事项了解
4、实验过程
5、代码链接
6、细节部分
- 1、dome 文件报错
7、总结

1、前言

最近，在使用rt-thread的时候，想要用一个线程控制另一个线程的暂停与运行，
但看资料的时候，发现删除线程和重启线程的时候，好像不太理想，这么弄是容易出现问题的，但通过信号量的方式，比较好，所以这次咱们一起来学习下sem。

自己也从新手的角度，一点点学习。整个rt-thread 还是挺大的，不是深耕多年，很难面面聚到，不过用那学哪里。

2、环境

在这里插入图片描述

3、事项了解

（1）了解sem概念-了解官网消息

大概看了一遍整个资料，还是挺多的，当你想要使用的时候，其实多少还是有些摸不到头脑的。
但既然要使用Rt-thread的，官方的文档还是要读一下。

链接：https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/ipc1/ipc1?id=%e4%bf%a1%e5%8f%b7%e9%87%8f
在这里插入图片描述

（2）根据自己理解，设计几个使用方式

我们使用某种RT-thread带有的功能，是为了解决我们自己出现的问题。

设计实验1：
通过使用sem信号量，当一个线程先运行后，再运行另一个线程。这样其实就是让线程之间形成先后关系，适合一定是某个线程完成后，在运行另一个线程。

设计实验2：
通过使用sem信号量，用一个线程，或者一个变量，控制或者暂停另一个线程。这样其实就是有个主线程，或不一定是主线程，可以控制其他线程运行。

以上都是小的功能模块，但是大的项目，都是小模块一点点搭建起来，这算是其中一个砖块，使用的时候，根据自己情况再调整下。

（3）不建议运行中，反复删除，在运行线程。

在看网上资料是，看到有说到，其实不建议反复挂起或删除创建线程，很容易出现问题。
当时看到了资料忘记去哪里，不过本片将有关sem信号量的。

4、实验过程

实验说明

1、第一部分实验

万事皆有要基础，一步一个脚印，如果环境不能使用的话，后续代码都是无用的，所以第一步是要搭建一个可以运行的程序。自己这块没注意，认为软件装好后，随便创建一个工程，就可以运行，没想到卡了一下。

（1）实验说明-创建工程

在这里插入图片描述

（2）编写代码

以下内容，RT-Thread Studio工具会自动生成的。

int main(void)
{
    int count = 1;

   
    while (count++)
    {
        LOG_D("Hello RT-Thread!");
        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    return RT_EOK;
}

（3）验证结果

这块其实遇到一个内存相关报错，更细节部分可以看细节说明部分。
在这里插入图片描述

上述问题解决后，然后连接硬件代码，进行下载验证。
在这里插入图片描述

2、第二部分实验

（1）实验说明

此部分，主要是让一个线程先运行，运行完毕，再运行了另一个线程。在现实应用中，很多情况下，都是需要的，并且有实际意义的。

举个例子，现实中，有很多测温需求，温度过高过低，都需要做些事情，相当触发异常，这个时候，温度异常，必须先出现，才做后面事情，可以用这样逻辑解决。

（2）编写代码

/*
 * Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-21     RT-Thread    first version
 */

#include <rtthread.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>


//第一步
//#include <rtthread.h>

static rt_sem_t sem; // 信号量

//第二步
void sem1_init(void)
{
    // 创建一个信号量，初始值为 0
    sem = rt_sem_create("sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    if (sem == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("create semaphore failed.\n");
    }
}
//第三步
void thread1_entry(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        // 尝试获取信号量，如果信号量值为 0，则线程将被阻塞
        rt_sem_take(sem, RT_WAITING_FOREVER);
        rt_kprintf("Thread 1 is running.\n");
        rt_thread_mdelay(1000); // 模拟线程工作
    }
}
//第四步
void thread2_entry(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        rt_thread_mdelay(3000); // 等待 3 秒
        rt_kprintf("Thread 2 releases semaphore.\n");
        rt_sem_release(sem); // 释放信号量
    }
}



int main(void)
{
    int count = 1;

    //第五步 应用
    sem1_init();

     // 创建线程 1
     rt_thread_t tid1 = rt_thread_create("thread1",
                                         thread1_entry, RT_NULL,
                                         1024, 10, 10);
     if (tid1 != RT_NULL)
         rt_thread_startup(tid1);

     // 创建线程 2
     rt_thread_t tid2 = rt_thread_create("thread2",
                                         thread2_entry, RT_NULL,
                                         1024, 10, 10);
     if (tid2 != RT_NULL)
         rt_thread_startup(tid2);

    while (count++)
    {
        //LOG_D("Hello RT-Thread!");
        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    return RT_EOK;
}

（3）验证结果

如下为具体实验验证，必须是线程2运行完，才会运行线程1，是按照顺序运行。
在这里插入图片描述

3、第三部分实验

（1）实验说明

这种情况，更为复杂些，需要一个线程控制另一个线程，虽然实现方式很多，不一定非要使用这种，但是工具给你准备好了，使不使用看自己，并且是实现比较简单，实际项目，根据自己需求使用。

（2）编写代码

简单讲解下，本实验中，主要是根据a的值，来决定是否运行线程1。

/*
 * Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-21     RT-Thread    first version
 */

#include <rtthread.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

//第一步
static rt_sem_t sem; // 信号量
volatile int a = 0;  // 控制变量

//第二步
void sem_init(void)
{
    // 创建一个信号量，初始值为 0
    sem = rt_sem_create("sem", 0, RT_IPC_FLAG_FIFO);
    if (sem == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("create semaphore failed.\n");
    }
}
//第三步
void thread1_entry(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        // 尝试获取信号量，如果信号量值为 0，则线程将被阻塞
        rt_sem_take(sem, RT_WAITING_FOREVER);
        rt_kprintf("Thread 1 is running.\n");
        rt_thread_mdelay(1000); // 模拟线程工作
    }
}
//第四步
void thread2_entry(void *parameter)
{
    while (1)
    {
        rt_thread_mdelay(1000); // 每秒检查一次变量 a 的值

        if (a == 1)
        {
            // 如果 a == 1，则释放信号量，允许线程 1 运行
            if (rt_sem_release(sem) == RT_EOK)
            {
                rt_kprintf("Thread 2 releases semaphore.\n");
            }
        }
        else
        {
            // 如果 a == 0，则确保信号量不会释放，线程 1 将被暂停
            rt_kprintf("Thread 2: a is 0, thread 1 will pause.\n");
        }
    }
}

void set_a(int value)
{
    a = value;
    rt_kprintf("Variable a set to %d\n", a);
}


int main(void)
{
    int count = 1;

    // 初始化信号量
     sem_init();

     // 创建线程 1
     rt_thread_t tid1 = rt_thread_create("thread1",
                                         thread1_entry, RT_NULL,
                                         1024, 10, 10);
     if (tid1 != RT_NULL)
         rt_thread_startup(tid1);

     // 创建线程 2
     rt_thread_t tid2 = rt_thread_create("thread2",
                                         thread2_entry, RT_NULL,
                                         1024, 10, 10);
     if (tid2 != RT_NULL)
         rt_thread_startup(tid2);

    while (count++)
    {
        set_a(0);
        rt_thread_mdelay(10000);
        set_a(1);
        //LOG_D("Hello RT-Thread!");
        rt_thread_mdelay(10000);
    }

    return RT_EOK;
}