STM32 FreeRTOS уведомления задач

 Операционная система FreeRTOS содержит некоторое количество инструментов для коммуникации задачи и обработчиков прерываний между собой. Для этого можно использовать бинарные семафоры и даже, рассмотренные ранее, очереди но если нужно организовать максимально быстрое и не затратное по памяти решение то лучше всего подойдут "уведомления задач" (Task Notifications). Уведомления задач имеются в новых версиях FreeRTOS и могут передавать не только уведомления но и некоторое небольшое количество данных, 32 бита. Уведомления задач на 40% работают быстрее бинарных семафоров и в 90% случаев могут их заменить. Попробуем изучить уведомления задач на простом примере. Допустим у нас есть прерывание по приему на UART1 после получения данных в UART1, в обработчике прерывания, упакуем принятый байт данных и отправим как уведомление в задачу.Задача примет байт и отправит его в UART1. Таким образом мы получим простой эхо режим, работающий через задачу и использующий уведомление задачи. Чтобы использовать уведомление задачи нужно сначала инициализировать её хэндл.

В функции main когда мы создаем задачу то в функцию xTaskCreate, последним параметром, передаем этот хэндл.

Он, в последствии, будет использоваться для передачи уведомлений. Периферию настраиваем как обычно, включаем UART1, 

не будем на этом останавливаться см. предыдущие уроки.

Сейчас нас интересуют две функции. Это сама задача и обработчик прерывания по приему UART1.

В обработчике прерывания принимаем байт.

Далее используя специальную функцию для отправки уведомлений задачам из прерывания.

Отправляем уведомление задаче. Важно в прерывании использовать именно такую функцию. Если нужно отправить уведомление от задачи к задаче то есть другая похожая.

В этой функции хэндл задачи указываем первым параметром. Вторым параметром передаем принятый байт, предварительно приведя его к нужному типу.

Третьим параметром передаем константу означающую перезапись значения если задача не успела его вовремя принять и обработать. 

Ну и остальное просто оставим пока как есть. В самой задаче, объявляем переменную в которую будем принимать байт от UART1.

В бесконечном цикле задачи проверяем когда в задачу придет уведомление. Когда оно приходит, извлекаем принятый байт.

После отправляем его обратно в UART1.

Полный код файла main.c проекта, можно скопировать от сюда:

#include <stm32f10x.h> #include <stm32f10x_rcc.h> #include <stm32f10x_gpio.h> #include <stm32f10x_usart.h> #include "stm32f10x.h" #include "FreeRTOS.h" #include "task.h" #include "misc.h" // Хэндл задачи для работы с UART TaskHandle_t xUartTaskHandle = NULL; // Прототипы функций настройки периферии SPL void UART1_Init(void); // 1. Задача обработки данных из UART void vUartTask(void *pvParameters) { uint32_t ulReceivedValue; // Включаем прерывание на прием (RXNE) после запуска задачи USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); for(;;) { // Ожидаем уведомления. Принятое 32-битное значение запишется в ulReceivedValue // 0x00, 0x00 означает, что биты уведомления очищать при входе/выходе не нужно if(xTaskNotifyWait(0x00, 0x00, &ulReceivedValue, portMAX_DELAY) == pdTRUE) { // Извлекаем наш байт (символ) из нижних 8 бит 32-битного значения uint8_t rx_char = (uint8_t)(ulReceivedValue & 0xFF); // Эхо: Отправляем символ обратно в UART1 (простая отправка в SPL) while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); USART_SendData(USART1, rx_char); } } } // 2. Обработчик прерывания USART1 (SPL стандартное имя) void USART1_IRQHandler(void) { // Проверяем, что прерывание вызвано флагом "Приемный регистр не пуст" if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) { // Считываем байт из регистра данных (очищает флаг RXNE автоматически) uint8_t received_byte = (uint8_t)USART_ReceiveData(USART1); BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE; // Отправляем байт НАПРЯМУЮ в задачу как значение (перезаписывая предыдущее, если задача не успела считать) xTaskNotifyFromISR(xUartTaskHandle, // Кому (uint32_t)received_byte, // Что (данные) eSetValueWithOverwrite, // Действие &xHigherPriorityTaskWoken); // Флаг разблокировки // Если задача vUartTask имеет более высокий приоритет — переключаемся на нее сразу portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); } } // 3. Функция инициализации GPIO, USART1 и NVIC средствами SPL void UART1_Init(void) { // Включаем тактирование GPIOA, USART1 и альтернативных функций (AFIO) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // Настройка PA9 (USART1_TX) как Alternate Function Push-Pull GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // Настройка PA10 (USART1_RX) как Floating Input GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // Настройка параметров самого USART1 (115200, 8-N-1) USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//14400;//9600;//115200; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // Конфигурация прерываний NVIC для USART1 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; // Внимание: приоритет должен быть числом >= configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 11; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // Включаем UART1 USART_Cmd(USART1, ENABLE); } int main(void) { // Настройка групп приоритетов NVIC (обязательно для FreeRTOS на Cortex-M3) NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4); // Инициализируем периферию UART1_Init(); // Создаем задачу обработки UART xTaskCreate(vUartTask, "UartTask", configMINIMAL_STACK_SIZE + 50, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 3, &xUartTaskHandle); // Запускаем планировщик vTaskStartScheduler(); while (1); } // нужно для работы функции GPIO_Init() иначе появиться ошибка #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Вызывается в случае, если assert_param обнаружил ошибку в аргументах функции. * @param file: указатель на имя исходного файла, где произошла ошибка * @param line: номер строки, где произошла ошибка * @retval None */ void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line) { // Здесь можно поставить точку останова для отладки // или организовать вывод ошибки в UART while (1) { } } #endif

Его можно вставить в свой проект и откомпилировать запустив скрипт. О том как скачать и настроить проект а также откомпилировать см. первый урок по FreeRTOS. Если откомпилировать проект получилось то можно его загрузить в микроконтроллер. Подключить его через usb-uart переходник к компьютеру и в каком либо терминале последовательного порта наблюдать работу.

Адрес биткоин кошелька для поддержки канала - bc1qlhrmmkh77x2lzhqe4lt9qwkglswj64tsqt2l5g