1.寫在前面：

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本文章為《STM32MP157開發(fā)教程之FreeRTOS操作系統(tǒng)篇》系列中的一篇，筆者使用的開發(fā)平臺為華清遠見FS-MP1A開發(fā)板（STM32MP157開發(fā)板）。stm32mp157是ARM雙核，2個A7核，1個M4核，A7核上可以跑Linux操作系統(tǒng)，M4核上可以跑FreeRTOS、RT-Thread等實時操作系統(tǒng)，STM32MP157開發(fā)板所以既可以學(xué)嵌入式linux，也可以學(xué)stm32單片機。

針對FS-MP1A開發(fā)板，除了FreeRTOS操作系統(tǒng)篇外，還包括其他多系列教程，包括Cortex-A7開發(fā)篇、Cortex-M4開發(fā)篇、擴展板驅(qū)動移植篇、Linux應(yīng)用開發(fā)篇、Linux系統(tǒng)移植篇、Linux驅(qū)動開發(fā)篇、硬件設(shè)計篇、人工智能機器視覺篇、Qt應(yīng)用編程篇、Qt綜合項目實戰(zhàn)篇等。歡迎關(guān)注，更多stm32mp157開發(fā)教程及視頻，可加技術(shù)交流Q群459754978，感謝關(guān)注。

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2.FreeRTOS互斥信號量

2.1 互斥信號量簡介

互斥信號量可以作為一種特殊的二值信號量，優(yōu)先級繼承機制，保護臨界資源。

互斥信號量適合用于那些需要互斥訪問的應(yīng)用中。在互斥訪問中互斥信號量相當(dāng)于一個鑰匙，當(dāng)任務(wù)想要使用資源的時候就必須先獲得這個鑰匙，當(dāng)使用完資源以后就必須歸還這個鑰匙，這樣其他的任務(wù)就可以拿著這個鑰匙去使用資源。
互斥信號量使用和二值信號量相同的 API 操作函數(shù)，所以互斥信號量也可以設(shè)置阻塞時間，不同于二值信號量的是互斥信號量具有優(yōu)先級繼承的特性。當(dāng)一個互斥信號量正在被一個低優(yōu)先級的任務(wù)使用，而此時有個高優(yōu)先級的任務(wù)也嘗試獲取這個互斥信號量的話就會被阻塞。不過這個高優(yōu)先級的任務(wù)會將低優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級提升到與自己相同的優(yōu)先級，這個過程就是優(yōu)先級繼承。優(yōu)先級繼承盡可能的降低了高優(yōu)先級任務(wù)處于阻塞態(tài)的時間，并且將已經(jīng)出現(xiàn)的“優(yōu)先級翻轉(zhuǎn)”的影響降到最低。

2.2 互斥信號量函數(shù)

2.2.1 創(chuàng)建信號量

在新版FreeRTOS中，一般使用xSemaphoreCreateMutex()函數(shù)動態(tài)創(chuàng)建互斥信號量，其所需要的內(nèi)存通過動態(tài)內(nèi)存管理方法分配。此函數(shù)是個宏，具體創(chuàng)建工程是由函數(shù)xQueueCreateMutex()完成。此函數(shù)原型如下：

SemaphoreHandle_t xSemaphoreCreateMutex(void)

參數(shù)： 無

返回值：

NULL：互斥信號量創(chuàng)建失敗

其他值：創(chuàng)建成功的互斥信號量的句柄

2.2.2 釋放信號量

釋放信號量的函數(shù)與二值信號量相同，具體請參考FreeRTOS二值信號量章節(jié)。

2.2.3獲取信號量

獲取信號量的函數(shù)也有兩個，分別如下：

任務(wù)級信號量獲取函數(shù)xSemaphoreTake()，此函數(shù)也是個宏，可以獲取二值信號量、計數(shù)型信號量和互斥信號量，其函數(shù)原型如下：

BaseType_t xSemaphoreTake(SemaphoreHandle_t xSemaphore,

TickType_t xBlockTime)

參數(shù)：

xSemaphore：要獲取的信號量句柄

xBlockTime：阻塞時間

返回值：

pdTRUE：獲取信號量成功

pdFALSE：超時，獲取信號量失敗

中斷級信號量獲取函數(shù) xSemaphoreTakeFromISR()，此函數(shù)也是個宏，只能獲取二值信號量和計數(shù)型信號量，其函數(shù)原型如下：

BaseType_t xSemaphoreTakeFromISR(SemaphoreHandle_t xSemaphore,

BaseType_t* pxHigherPriorityTaskWoken)

參數(shù)：

xSemaphore：要獲取的信號量句柄

pxHigherPriorityTaskWoken：標(biāo)記退出此函數(shù)以后是否進行任務(wù)切換

返回值：

PdPASS：獲取信號量成功

pdFALSE：獲取信號量失敗

2.3操作實驗

2.3.1實驗設(shè)計

互斥信號量其實就是一個擁有優(yōu)先級繼承的二值信號量，互斥信號量適合用于那些需要互斥訪問的應(yīng)用中。在本節(jié)實驗中，分別控制LED1和LED2燈的亮滅來表示。

任務(wù)及其功能如下：

StartTask02()： 控制LED2熄滅，LED1點亮，延時2秒鐘。

StartDefaultTask()： 控制LED1熄滅，LED2點亮，延時1秒鐘。

2.3.2實驗過程與分析

首先，根據(jù)之前幾章內(nèi)容配置好CubeMX，按照上一節(jié)配置“FREERTOS”，完成后生成代碼。 在主函數(shù)中調(diào)用xSemaphoreCreateMutex()創(chuàng)建互斥信號量，在StartDefaultTask() 與StartTask02()中添加代碼如下。

可參考12.3.2章節(jié)進行導(dǎo)入已有工程，工程存放路徑【華清遠見-FS-MP1A開發(fā)資料\02-程序源碼\ARM體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)\FreeRTOS\3_MP1A-FreeRTOS-Mutex】

此時會發(fā)現(xiàn)，LED1點亮、LED2熄滅狀態(tài)下保持2秒，LED2點亮、LED1熄滅狀態(tài)下保持1秒，進行交替閃爍。

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