STM32CubeMX FreeRTOS学习系列之二：信号量

简介：
本系列教程为初学者介绍如何在STM32微控制器上使用STM32CubeMX和FreeRTOS操作系统的信号量机制，帮助理解和实现多任务同步。 STM32CubeMX是由ST公司开发的一款图形化配置工具，广泛支持包括STM32系列在内的多种微控制器。使用该工具可以方便地对STM32微控制器的外设进行设置，并生成初始化代码，从而简化了整个开发流程。此外，它还能够与FreeRTOS集成，后者是一个适用于嵌入式系统的轻量级、可裁剪实时操作系统。 本段落档将指导读者如何利用STM32CubeMX和FreeRTOS学习二值信号量的应用，特别关注于任务同步方面的内容。作为一种特殊的信号量类型，二值信号量的数值只能是0或1，因此也被称为二元信号量，在实现任务间的同步以及互斥操作中扮演着重要角色。 首先需要在STM32CubeMX软件内创建一个新的项目，并选择一个合适的STM32F1xx系列芯片型号。例如本示例使用的是STM32F103RBTx。接下来，进行外设配置步骤包括设置时钟树和引脚功能等操作，在这个过程中将系统时钟源设定为TIM4；同时把指定的GPIO引脚（如PA8、PD2）设置为LED控制输出模式。 FreeRTOS的相关配置同样关键，必须确保其被正确启用。借助STM32CubeMX工具可以轻松添加任务和信号量。具体来说，在此示例中创建了两个任务：一个是每秒发送一次二值信号量的周期性任务（PeriodicTask），另一个是等待该信号并在接收到时切换LED状态的任务(HandleTask)；此外，还在Timers and Semaphores选项卡内建立了一个名为bSem01的二值信号量。 代码生成后，需要在main函数中完成硬件初始化、创建上述提到的任务和信号量，并启动RTOS调度器。使用osSemaphoreCreate来定义并构建所需的二值信号量；而任务则通过指定其执行函数以及相应的句柄来进行配置。当HandleTask调用osSemaphoreWait时，如果当前没有可用的信号，则该任务将进入等待状态直到接收到信号为止。 文档还强调了在实际开发中，二值信号量可以用于实现硬件中断与RTOS任务间的同步机制。考虑到实时操作系统通常依赖于定时器中断来进行调度，在ISR（中断服务例程）内执行复杂操作会影响系统的响应时间。因此推荐的做法是在ISR仅发送一个信号给RTOS线程处理具体的逻辑。 此外，文中提到即使FreeRTOS本身要求在中断上下文里使用特定的函数来管理和控制信号量，但通过STM32CubeMX生成的代码已经对此进行了封装和统一管理，使得开发者能够一致地采用osSemaphoreWait与osSemaphoreRelease接口而无需关注当前运行环境（任务或中断）。这简化了开发流程，并允许更多的注意力放在业务逻辑实现上。 最后需要注意的是由于文档是通过OCR技术从图片中提取出来的文字内容可能存在一定的识别误差。不过根据上下文可以推测出原文的意图，从而理解如何结合使用STM32CubeMX和FreeRTOS来处理任务同步问题。