RTOS多任务访问同一个UART的方法

在RTOS多任务编程中，经常会出现多个任务同时访问同一个硬件设备（如UART、I2C等）的情况，如果不妥善处理，就会出现混乱的局面。为了避免这种情况的发生，采用互斥和队列这两种常见的方法来处理这个问题。

在FreeRTOS中，采用互斥量来实现互斥访问的方法。互斥量是一种可以处于两个状态之一的变量：解锁和加锁。任务A在需要访问资源（比如使用UART发送数据）的时候，会请求占用该资源，并成功获取到互斥量。此时，其他任务，包括任务B，都不能访问该资源。当任务A完成操作，释放互斥量时，其他任务就可以抢占该资源了。通过采用互斥量这种方法，可以保证硬件资源被任务独占，避免了多个任务同时操作同一硬件设备而导致的混乱情况。

创建互斥量

任务A占用资源

使用资源（发送数据）

任务A释放资源

优先级高的任务B占用资源

使用资源

任务B释放资源

依次，优先级任务占用资源

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代码：

//创建互斥量资源
SemaphoreHandle_t xSemaphore = NULL;
xSemaphore = xSemaphoreCreateMutex();

void TaskA(void *pvParameters)
{
  for(;;)
  {
    //占用资源
    if(xSemaphoreTake(xSemaphore, 10 ) == pdTRUE)
    {
      //使用资源(发送数据)
      USART_SendNByte();
      //释放资源
      xSemaphoreGive(xSemaphore);
    }
  }
}

信号量与互斥量区别：

信号量：多个任务同步使用某个资源；

一个任务完成某个动作后通过信号告诉别的任务，别的任务才可以执行某些动作；

互斥量：多任务互斥使用某个资源；

一个任务占用某个资源，那么别的任务就无法访问，直到该任务离开，其他任务才可以访问该资源；

嵌入式专栏

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队列操作方法

队列操作方法就是FIFO，先入先出的原理。比如：任务A要使用UART发送一串数据，将其加入队列； 接着任务B也要使用UART发送一串数据。

那么，任务A将这串数据加入队列，接着任务B又将要发送的一串数据加入队列。

在另外一个UART发送的任务中，从队列中按照FIFO方式读取队列里面的数据，依次发送出去即可。

创建一个队列（发送数据队列）

创建一个任务（UART发送数据任务）

任务A加入队列

任务B加入队列

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另外一边的任务，依次读取队列数据，使用UART发送出去。

代码：

QueueHandle_t xQueue;
xQueue = xQueueCreate(QUEUE_LENGTH, QUEUE_ITEM_SIZE);

xTaskCreate(UART_Send_Task, "UART_Send", STACK_SIZE, NULL, TASK_PRIORITY, NULL);

void TaskA(void *pvParameters)
{
  for(;;)
  {
    //任务相关操作

    //加入队列
    xQueueSend(xQueue, &TaskA_Buf, 10)
  }
}

void TaskB(void *pvParameters)
{
  for(;;)
  {
    //任务相关操作

    //加入队列
    xQueueSend(xQueue, &TaskB_Buf, 10)
  }
}

void UART_Send_Task(void *pvParameters)
{
  for(;;)
  {
    //循环读取队列BUF
    if(xQueueReceive(xQueue, &Buf, 10) == pdTRUE)
    {
      USART_SendNByte(&Buf);
    }
  }
}

以上两种方法比较常用，也比较简单，希望对大家有帮助。

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