FreeRTOS计数信号量实例代码

简介：
本段落提供详细的FreeRTOS计数信号量使用案例和源代码示例，帮助开发者深入理解如何在嵌入式系统中实现资源管理和任务同步。 在嵌入式系统及物联网(IoT)领域内，FreeRTOS是一个广泛使用的实时操作系统(RTOS)，它提供了多种调度策略与同步机制来确保任务间的高效协作。本示例着重于FreeRTOS中的计数信号量这一重要同步工具，用于解决多任务间资源竞争的问题。 相较于二值信号量的两种状态（被占用或空闲），计数信号量更为灵活，其可以有大于1的任何非负整数值来表示可用资源的数量。在本示例中，两个任务通过计数信号量进行协调：一个负责释放信号量，另一个则接收并使用它。 **任务一**以100ms周期运行，并且每当执行时都会检查和增加信号量计数值（即释放）。这通常代表一种资源的产生或释放行为，在实际应用中可能对应于系统中的空闲缓冲区或者设备使用权等情形。因此，每次该任务被执行时，它会尝试通过`xSemaphoreGive()`函数来释放一个信号量单位。 **任务二**每500ms执行一次，并且其功能是在有可用的信号量的情况下翻转LED的状态。如果使用的是二值信号量，在这种情况下一旦被占用，则会导致延迟或丢失操作；然而，由于计数信号量的存在，即使在一个周期内多次释放信号量，任务二仍然有机会获取足够的资源来继续执行。 在FreeRTOS框架下，`xSemaphoreGive()`用于增加（即释放）信号量的值而`xSemaphoreTake()`则负责减少（即占用）。当计数值为0时调用后者会阻塞当前任务直到其他地方释放了信号量。这种机制确保了任务间的公平性与系统资源的有效利用。 通过深入理解FreeRTOS提供的计数信号量，开发者能够更有效地管理资源分配、避免竞争条件以及提高系统的整体性能。在多任务环境中正确使用同步机制是保证程序稳定性和效率的关键所在，在设计实时应用时，计数信号量是一个处理复杂同步问题的强大工具。