代码收藏家技术教程 2024-08-04

STM32+Clion多线程开发

创建多线程

freertos.c

main.cpp

main_app.h

二值信号量

创建多线程

本文的程序通过STM32CubeMX+Clion完成，使用单片机为Stm32f411CEU6

为了让自己的程序和生成的程序分开，方便后续的管理，我我们可以新建一个Src目录或者User目录，然后在目录里新建main_app.cpp/main_app.h,如果有其他传感器功能的实现或者算法的实现可以再新建一个目录放到里面，新加的目录记得在CMakelist里添加路径。

在include和file里都要添加，尤其是file，不添加也不会报错容易漏。

然后要知道程序是在哪里运行的，不在main.c中而是在下面这个文件里core/src/freertos.c,在这里写上自己的主程序函数就可以成功进入

freertos.c

void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
  /* Infinite loop */

    main_app();
    vTaskDelete(defaultTaskHandle);


  /* USER CODE END StartDefaultTask */
}

接下来创建第一个线程，这里使用cmsis_os.h，记得包含到头文件里，然后按照以下格式创建即可，要注意的就是设置的栈大小和优先级，还有这个任务main_app执行完后就结束了，所以后续需要使用的变量或者类，不要放到函数中而是要放在前面，创建全局变量并初始化。

main.cpp

SensorManager sensorManager;//全局变量，记得初始化，在这里直接初始化也可以

osThreadId_t SensorTaskHandle;
void SensorTask(void *pvParameters) {
    for(;;) {
        LED_B_TogglePin;
        osDelay(1000);
    }
}

osThreadId_t LCDTaskHandle;
void LCDTask(void *pvParameters) {
    for(;;) {
        LED_R_TogglePin;
        osDelay(1000);
    }
}

void main_app()
{

    const osThreadAttr_t SensorTask_attributes = {
            .name = "SensorTask",
            .stack_size = 128 * 8,//栈空间
            .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
    };
    SensorTaskHandle = osThreadNew(SensorTask, nullptr, &SensorTask_attributes);

    const osThreadAttr_t LCDTask_attributes = {
            .name = "LCDTask",
            .stack_size = 128 * 8,
            .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
    };
    LCDTaskHandle = osThreadNew(LCDTask, nullptr, &LCDTask_attributes);


    // 启动调度器
    printf("end\n");
}

main_app.h

#ifndef STM32_DEMO2_F4_MAIN_APP_H
#define STM32_DEMO2_F4_MAIN_APP_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"

#include "cmsis_os.h"
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "usart.h"


void main_app(void);

#ifdef __cplusplus
}

#endif

#endif //STM32_DEMO2_F4_MAIN_APP_H

二值信号量

在多线程时当多个线程同时访问一个变量时，可能会造成冲突，比如当两个线程同时使用printf时，出现冲突，结果就是打印乱码，因此需要使用信号量来避免这种情况，在使用串口的问题中，我使用二值信号量。

实际使用

创建信号量（freertos.c）

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
osSemaphoreId sem_uart6_rx;
osSemaphoreId sem_uart6_tx;
/* USER CODE END PD */

void MX_FREERTOS_Init(void) {
    // Create a semaphore for USB RX, and start with no tokens by removing the starting one.
    osSemaphoreDef(sem_usb_rx);
    sem_uart6_rx = osSemaphoreNew(1, 0, osSemaphore(sem_usb_rx));

    // Create a semaphore for USB TX
    osSemaphoreDef(sem_usb_tx);
    sem_uart6_tx = osSemaphoreNew(1, 1, osSemaphore(sem_usb_tx));
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  defaultTaskHandle = osThreadNew(StartDefaultTask, NULL, &defaultTask_attributes);

}

在头文件中外部引用(freertos_inc.h)

#ifndef STM32_DEMO2_F4_FREERTOS_INC_H
#define STM32_DEMO2_F4_FREERTOS_INC_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
// List of semaphores
extern osSemaphoreId sem_uart6_rx;
extern osSemaphoreId sem_uart6_tx;

// List of Tasks
/*--------------------------------- System Tasks -------------------------------------*/
extern osThreadId_t defaultTaskHandle;      // Usage: 4000 Bytes stack

/*---------------------------------- User Tasks --------------------------------------*/
extern osThreadId_t SensorTaskHandle;         // Usage: 4000 Bytes stack
extern osThreadId_t LCDTaskHandle;  // Usage: 4000 Bytes stack

/*---------------- 24.1K (used) / 64K (for FreeRTOS) / 128K (total) ------------------*/

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif //STM32_DEMO2_F4_FREERTOS_INC_H

main.c

osThreadId_t SensorTaskHandle;
void SensorTask(void *pvParameters) {
    osSemaphoreAcquire(sem_uart6_tx,osWaitForever);
    printf("enter SensorTask\n");
    osSemaphoreRelease(sem_uart6_tx);
    for(;;) {
        LED_B_TogglePin;
        osDelay(1000);
    }
}

osThreadId_t LCDTaskHandle;
void LCDTask(void *pvParameters) {
    osSemaphoreAcquire(sem_uart6_tx,osWaitForever);
    printf("enter LCDTask\n");
    osSemaphoreRelease(sem_uart6_tx);
    for(;;) {
        LED_R_TogglePin;
        osDelay(1000);
    }
}

void main_app()
{

    const osThreadAttr_t SensorTask_attributes = {
            .name = "SensorTask",
            .stack_size = 128 * 8,//栈空间
            .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
    };
    SensorTaskHandle = osThreadNew(SensorTask, nullptr, &SensorTask_attributes);

    const osThreadAttr_t LCDTask_attributes = {
            .name = "LCDTask",
            .stack_size = 128 * 8,
            .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
    };
    LCDTaskHandle = osThreadNew(LCDTask, nullptr, &LCDTask_attributes);


    // 启动调度器
    printf("end\n");
}