freertos信号量之二值信号量

简介

FreeRTOS的二值信号量（Binary Semaphore）是用于实现进程间同步和临界资源保护的重要工具。以下是一些二值信号量的常用函数及其说明：

1）xSemaphoreCreateBinary()
创建一个二值信号量。该函数接受一个无符号整型参数，用于指定信号量的初始值。如果初始值为0，则表示信号量未被占用；否则，表示信号量已被占用。

2）xSemaphoreTake(SemaphoreHandle_t xSemaphore, portTickType xBlockTime)
获取二值信号量。该函数会尝试获取信号量，如果信号量可用，则获取成功并立即返回；否则，如果信号量不可用，函数会阻塞调用任务，直到信号量可用或超时。xBlockTime参数指定阻塞时间，单位为系统时钟节拍数。

3）xSemaphoreGive(SemaphoreHandle_t xSemaphore)
释放二值信号量。该函数会将信号量的值置为1，表示信号量可用。如果有任务正在等待该信号量，则其中一个任务将被唤醒并继续执行。

4）xSemaphoreGetCount(SemaphoreHandle_t xSemaphore)
获取二值信号量的当前值。该函数返回信号量的当前值，即0或1。

5）xSemaphoreDelete(SemaphoreHandle_t xSemaphore)
删除一个二值信号量。该函数会释放与信号量关联的资源，并使信号量无效。

使用注意点：
二值信号量只有两个状态，0和1，因此只能用于简单的同步和资源保护场景。
二值信号量不支持优先级继承，因此不会出现优先级反转的问题。
在释放信号量时，需要注意保证调用xSemaphoreGive()函数的代码能够正确执行，否则可能导致信号量无法释放而引起死锁。

例程

#include <FreeRTOS.h>  
#include <task.h>  // 定义二值信号量的初始状态为0  
static SemaphoreHandle_t binarySemaphore = 0;  void vATask( void * pvParameters )  
{  portTickType xDelay;  for( ;; )  {  // 任务进入临界区，保护临界资源  xSemaphoreTake( binarySemaphore, ( portTickType ) 0 ); // 等待信号量变为1  // 临界区代码，保护临界资源  // ...  // 释放信号量，使信号量状态变为0，允许其他任务或中断服务程序进入临界区  xSemaphoreGive( binarySemaphore );  // 延时一定时间后再次进入临界区  xDelay = pdMS_TO_TICKS( 1000 ); // 延时1秒  portYIELD_WITHIN( xDelay );  }  
}  void vAnInterruptServiceRoutine( void )  
{  
// 中断服务程序中获取二值信号量，保护中断服务程序的代码不被打断  
xSemaphoreTakeFromISR( binarySemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken );  
// 中断服务程序代码，保护中断服务程序的代码不被打断  
// ...  
// 中断服务程序释放二值信号量，允许任务进入临界区  
xSemaphoreGiveFromISR( binarySemaphore, &xHigherPriorityTaskWoken );  
}

在上述示例中，任务vATask首先进入临界区并等待二值信号量。当二值信号量的状态为0时，任务会阻塞等待。一旦任务进入临界区，就可以执行保护临界资源的代码。当任务完成临界区代码后，释放二值信号量，使其状态变为0，允许其他任务或中断服务程序进入临界区。

在中断服务程序中，也可以使用二值信号量来保护中断服务程序的代码不被打断。当低优先级的中断发生时，中断服务程序会获取二值信号量并快速处理少部分工作。一旦中断服务程序完成工作，就会释放二值信号量，允许高优先级的中断或任务进入临界区。