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9. 使用實時操作系統

本章目錄

線程、信號量和隊列
使用e² studio將線程添加到FreeRTOS中

9.2 使用e² studio將線程添加到FreeRTOS中

接下來，只需要執行幾個步驟，即可編譯和下載程序。

添加信號量。請在“LED Thread Objects”（LED線程對象）窗格中單擊“New Object”（新對象）按鈕。如果看到的不是此窗格，而是“HAL/Common Objects”（HAL/通用對象）窗格，則突出顯示“Threads”（線程）窗格中的“LED Thread”（LED線程），隨即將顯示此窗格。

添加一個二進制信號量，我們需要在按下按鈕時通知LED線程。將信號量的“Symbol”（符號）屬性更改為g_s1_semaphore，并將“Memory Allocation”（存儲器分配）保留為“Static”（靜態）。現在，FSP配置器中的“Stacks”（堆）選項卡的外觀應類似于圖9-5。

圖9-5：這是添加LED線程和信號量后“Stacks”（堆）選項卡應呈現的外觀

FSP配置器中的最后一步是將S1連接的I/O引腳配置為IRQ10輸入。為此，請激活配置器中的“Pins”（引腳）選項卡，展開“Ports → P0”（端口 → P0），然后選擇P005。在RA6M4評估板上，這是S1連接的端口。在右側的“Pin Configuration”（引腳配置）窗格中，為其指定符號名稱S1，并確保其他設置與圖9-6中的設置相同。通常，配置器應該已為您完成了相關設置。如果沒有完成，請相應調整。請注意，右側的封裝查看器將突出顯示引腳135/P005，這樣便可獲得引腳位置的圖形參考。

圖9-6：應已為IRQ10正確配置了端口P005

完成此操作后，即完成了配置器中的設置。保存更改，然后單擊其頂部的“Generate Project Content”（生成項目內容）圖標以創建必要的文件、文件夾和設置。

需要執行的最后一項任務是添加初始化Leds結構體所需的代碼，編寫幾行代碼來切換LED并讀取信號量，然后創建將設置信號量的回調函數。可以在本章末尾查看完整代碼。

由于我們正在使用LED線程處理按鈕和切換LED，因此本次需要將相關代碼添加到led_thread_entry.c文件中。在“Project Explorer”（項目資源管理器）中雙擊文件名以在編輯器中將其打開。如果未顯示文件，請展開項目文件夾，然后展開src目錄。與第8章中的練習一樣，為LED添加結構體并對其進行初始化。需要定義LED2所連I/O引腳的電平的另一個變量。將其命名為led_level。該變量的類型需要采用ioport_level_t，并且應初始化為IOPORT_LEVEL_HIGH（在EK-RA6M4上，“高”電平對應于“開啟”）。

下一步將是打開并啟用連接到板上S1的IRQ10。為此，請使用IRQ FSP驅動程序的打開和使能功能。完成后，初始化即完成。

在while(1)循環內部，需要添加一些語句并刪除vTaskDelay(1); 語句。先使用函數調用將led_level的值寫入LED2的I/O引腳的輸出寄存器，然后執行相關語句切換該引腳的電平。有幾種方法可以實現這一點。自行實現，回顧第8章的練習或查看本章結尾的代碼。不要忘記e² studio的智能手冊功能，它會提供很大幫助！

While(1)循環中的最后一條語句是調用xSemaphoreTake()，將信號量的地址和常量portMAX_DELAY作為參數。后一個參數將通知RTOS無限期地暫停線程，直到從IRQ 10中斷服務程序調用的回調函數中釋放信號量為止。

最后要執行的操作是添加回調函數本身。該函數應盡可能短，因為它將在中斷服務程序的上下文中執行。編寫此函數十分簡單：只需轉到“Project Explorer”（項目資源管理器）中的“Developer Assistance → LED Thread → g_external_irq10 External IRQ Driver on r_icu”（開發人員幫助 → LED線程 → r_icu 上的g_external_irq10外部IRQ驅動程序），然后將所出現列表末尾的回調函數定義拖放到源文件中。

在回調函數內，添加以下兩行代碼：

第一行中的宏將告知編譯器回調函數不使用參數p_args，從而避免編譯器發出警告，而第二行中的宏則在每次按下按鈕S1時釋放信號量。注意，必須使用give系列函數的中斷保存版本，因為此函數調用發生在ISR的上下文內。此調用的第二個參數是*pxHigherPriorityTaskWoken。如果可能有一個或多個任務由于信號量發生阻塞并等待該信號量變為可用狀態，并且其中一個任務的優先級高于發生中斷時執行的任務，則此參數將在調用xSemaphoreGiveFromISR()后變為true。在這種情況下，應在退出中斷之前執行上下文切換。由于在我們的示例中，沒有其他任務依賴于此信號量，因此可以將此參數設置為NULL。

完成所有代碼編寫后，單擊“Build”（編譯）圖標（“錘子”），編譯項目。如果編譯后存在錯誤，請返回程序，借助“Problems”（問題）視圖中顯示的編譯器反饋修復問題。

如果項目編譯成功，請單擊“Debug”（調試）圖標旁的小箭頭，選擇“Debug Configurations”（調試配置），然后展開“Renesas GDB Hardware Debugging”（瑞薩GDB硬件調試）。選擇MyRtosProject Debug_Flat，或者為項目指定的名稱，然后單擊“Debug”（調試）。這樣便可啟動調試器。如果您需要更多相關信息，請回顧第8章中的相關部分。調試器啟動并運行后，單擊“Resume”（恢復）兩次。現在程序正在執行，每次按下EK上的S1時，綠色LED2都相應切換。

最后一點：在實際應用中，應執行錯誤檢查以確保程序正確運行。為了清楚和簡潔起見，本示例中將其省略。