آموزش میکروکنترلر STM32F4 قسمت 12 : ابزارهای ارتباطی بین Thread ها

ARM – STM32 – آموزش – آموزش میکروکنترلر STM32F4 – مقالات – میکروکنترلر

410 بازدید

۱۳۹۸-۰۳-۲۲

4 دقیقه

نویسنده: ه. مرادمند
درباره نویسنده: ---

در قسمت یازدهم آموزش میکروکنترلر STM32F4 به ادامه RTOS و مباحث سمافور و موتکس پرداختیم. در این قسمت از آموزش میکروکنترلر STM32F4 به ابزارهای ارتباطی بین Thread ها می‌پردازیم. با سیسوگ همراه باشید.

ابزارهای ارتباطی بین Thread ها

ابزارهایی که برای ارتباط بین Threadها در دسترس است، عبارتند از صف‌های نامه، صف‌های پیام، سیگنال‌ها و حوضچه حافظه. در زیر این ابزارها بررسی می‌شود.

صف نامه

تابع مدیریت صفِ نامه (Mail Queue) اجازه می‌دهد که فرستادن، دریافت، انتظار یا کنترل نامه‌ها ممکن شود. یک نامه، بلوکی از حافظه است که به یک Thread یا روال وقفه فرستاده می‌شود.

Mail Queue

ماکروهای تعریف شده

ماکروهای صف نامه

تابع های تعریف شده

توابع Mail Queue

همانطور که در برنامه زیر دیده می‌شود برای انتقال داده‌ها بین دو Thread از صف نامه (صندوق نامه) استفاده شده است. یک Thread داده‌هایی را در نامه قرار می‌دهد و می فرستد و Thread دیگر که همواره منتظر دریافت است با دریافت نامه آن را چاپ می‌کند.

#include "cmsis_os.h"
oSThreadId tid_thread1; // ID for thread 1
oSThreadId tid_thread2; // ID for thread 2

typedef STruct { // Mail object STructure
float voltage; // AD result of measured voltage
float current; // AD result of measured current
int counter; // A counter value
} T_MEAS;

osMailQDef(mail, 16, T_MEAS); // Define mail queue
osMailQId mail;
void send_thread (void conST *argument); // forward reference
void recv_thread (void conST *argument);
oSThreadDef(send_thread, osPriorityNormal, 1, 0); // thread definitions
oSThreadDef(recv_thread, osPriorityNormal, 1, 2000);

/*
Thread 1: Send thread
*/
void send_thread (void conST *argument) {
	T_MEAS *mptr;
	mptr = osMailAlloc(mail, osWaitForever); // Allocate memory
	mptr->voltage = 223.72; // Set the mail content
	mptr->current = 17.54;
	mptr->counter = 120786;
	osMailPut(mail, mptr); // Send Mail
	osDelay(100);
	mptr = osMailAlloc(mail, osWaitForever); // Allocate memory
	mptr->voltage = 227.23; // Prepare 2nd mail
	mptr->current = 12.41;
	mptr->counter = 170823;
	osMailPut(mail, mptr); // Send Mail
	oSThreadYield(); // Cooperative multitasking
	// We are done here, exit this thread
}

/*
Thread 2: Receive thread
*/
void recv_thread (void conST *argument) {
	T_MEAS *rptr;
	osEvent evt;
	for (;;) {
		evt = osMailGet(mail, osWaitForever); // wait for mail
		if (evt.STatus == osEventMail) {
			rptr = evt.value.p;
			printf ("\nVoltage: %.2f V\n", rptr->voltage);
			printf ("Current: %.2f A\n", rptr->current);
			printf ("Number of cycles: %d\n", rptr->counter);
			osMailFree(mail, rptr); // free memory allocated for mail
		}
	}
}
void STartApplication (void) {
	mail = osMailCreate(osMailQ(mail), NULL); // create mail queue
	tid_thread1 = oSThreadCreate(oSThread(send_thread), NULL);
	tid_thread2 = oSThreadCreate(oSThread(recv_thread), NULL);
	:
}

#include "cmsis_os.h"

oSThreadId tid_thread1; // ID for thread 1

oSThreadId tid_thread2; // ID for thread 2

typedef STruct { // Mail object STructure

float voltage; // AD result of measured voltage

float current; // AD result of measured current

int counter; // A counter value

} T_MEAS;

osMailQDef(mail, 16, T_MEAS); // Define mail queue

osMailQId mail;

void send_thread (void conST *argument); // forward reference

void recv_thread (void conST *argument);

oSThreadDef(send_thread, osPriorityNormal, 1, 0); // thread definitions

oSThreadDef(recv_thread, osPriorityNormal, 1, 2000);

Thread 1: Send thread

void send_thread (void conST *argument) {

T_MEAS *mptr;

mptr = osMailAlloc(mail, osWaitForever); // Allocate memory

mptr->voltage = 223.72; // Set the mail content

mptr->current = 17.54;

mptr->counter = 120786;

osMailPut(mail, mptr); // Send Mail

osDelay(100);

mptr = osMailAlloc(mail, osWaitForever); // Allocate memory

mptr->voltage = 227.23; // Prepare 2nd mail

mptr->current = 12.41;

mptr->counter = 170823;

osMailPut(mail, mptr); // Send Mail

oSThreadYield(); // Cooperative multitasking

// We are done here, exit this thread

}

Thread 2: Receive thread

void recv_thread (void conST *argument) {

T_MEAS *rptr;

osEvent evt;

for (;;) {

evt = osMailGet(mail, osWaitForever); // wait for mail

if (evt.STatus == osEventMail) {

rptr = evt.value.p;

printf ("\nVoltage: %.2f V\n", rptr->voltage);

printf ("Current: %.2f A\n", rptr->current);

printf ("Number of cycles: %d\n", rptr->counter);

osMailFree(mail, rptr); // free memory allocated for mail

}

void STartApplication (void) {

mail = osMailCreate(osMailQ(mail), NULL); // create mail queue

tid_thread1 = oSThreadCreate(oSThread(send_thread), NULL);

tid_thread2 = oSThreadCreate(oSThread(recv_thread), NULL);

}

صف پیام

تابع‌های مدیریتِ صف نامه ( Message Queue )، کنترل، فرستادن، دریافت یا منتظر ماندن برای یک پیام را ممکن می‌کنند. یک پیام می‌تواند یک عدد صحیح یا یک اشاره‌گر باشد که به Thread، یا روال وقفه فرستاده می‌شود.

Message Queue

ماکروهای تعریف شده

ماکروهای Message Queue

تابع‌های تعریف شده

توابع Message Queue

در کد زیر مثالی از به کاربردن صف پیام دیده می‌شود.

شاید برای شما مفید باشد:

راهنمای کامل راه‌اندازی ADC در میکروکنترلر + کد نمونه کاربردی | قسمت ششم آموزش CH32

#include "cmsis_os.h"
oSThreadId tid_thread1; // ID for thread 1
oSThreadId tid_thread2; // for thread 2
typedef STruct { // Message object STructure
            float voltage; // AD result of measured voltage
            float current; // AD result of measured current
            int counter; // A counter value
            } T_MEAS;
osPoolDef(mpool, 16, T_MEAS); // Define memory pool
osPoolId mpool;
osMessageQDef(MsgBox, 16, T_MEAS); // Define message queue
osMessageQId MsgBox;
void send_thread (void conST *argument); // forward reference
void recv_thread (void conST *argument); // forward reference
// Thread definitions
oSThreadDef(send_thread, osPriorityNormal, 1, 0);
oSThreadDef(recv_thread, osPriorityNormal, 1, 2000);

/*
Thread 1: Send thread
*/
void send_thread (void conST *argument) {
    T_MEAS *mptr;
    mptr = osPoolAlloc(mpool); // Allocate memory for the message
    mptr->voltage = 223.72; // Set the message content
    mptr->current = 17.54;
    mptr->counter = 120786;
    osMessagePut(MsgBox, (uint32_t)mptr, osWaitForever); // Send Message
    osDelay(100);
    mptr = osPoolAlloc(mpool); // Allocate memory for the message
    mptr->voltage = 227.23; // Prepare a 2nd message
    mptr->current = 12.41;
    mptr->counter = 170823;
    osMessagePut(MsgBox, (uint32_t)mptr, osWaitForever); // Send Message
    oSThreadYield(); // Cooperative multitasking
    // We are done here, exit this thread
}

/*
Thread 2: Receive thread
*/
void recv_thread (void conST *argument) {
    T_MEAS *rptr;
    osEvent evt;
    for (;;) {
        evt = osMessageGet(MsgBox, osWaitForever); // wait for message
        if (evt.STatus == osEventMessage) {
            rptr = evt.value.p;
            printf ("\nVoltage: %.2f V\n", rptr->voltage);
            printf ("Current: %.2f A\n", rptr->current);
            printf ("Number of cycles: %d\n", rptr->counter);
            osPoolFree(mpool, rptr); // free memory allocated for message
        }
    }
}

void STartApplication (void) {
    mpool = osPoolCreate(osPool(mpool)); // create memory pool
    MsgBox = osMessageCreate(osMessageQ(MsgBox), NULL); // create msg queue
    tid_thread1 = oSThreadCreate(oSThread(send_thread), NULL);
    tid_thread2 = oSThreadCreate(oSThread(recv_thread), NULL);
    :
}

#include "cmsis_os.h"

oSThreadId tid_thread1; // ID for thread 1

oSThreadId tid_thread2; // for thread 2

typedef STruct { // Message object STructure

float voltage; // AD result of measured voltage

float current; // AD result of measured current

int counter; // A counter value

} T_MEAS;

osPoolDef(mpool, 16, T_MEAS); // Define memory pool

osPoolId mpool;

osMessageQDef(MsgBox, 16, T_MEAS); // Define message queue

osMessageQId MsgBox;

void send_thread (void conST *argument); // forward reference

void recv_thread (void conST *argument); // forward reference

// Thread definitions

oSThreadDef(send_thread, osPriorityNormal, 1, 0);

oSThreadDef(recv_thread, osPriorityNormal, 1, 2000);

Thread 1: Send thread

void send_thread (void conST *argument) {

T_MEAS *mptr;

mptr = osPoolAlloc(mpool); // Allocate memory for the message

mptr->voltage = 223.72; // Set the message content

mptr->current = 17.54;

mptr->counter = 120786;

osMessagePut(MsgBox, (uint32_t)mptr, osWaitForever); // Send Message

osDelay(100);

mptr = osPoolAlloc(mpool); // Allocate memory for the message

mptr->voltage = 227.23; // Prepare a 2nd message

mptr->current = 12.41;

mptr->counter = 170823;

osMessagePut(MsgBox, (uint32_t)mptr, osWaitForever); // Send Message

oSThreadYield(); // Cooperative multitasking

// We are done here, exit this thread

}

Thread 2: Receive thread

void recv_thread (void conST *argument) {

T_MEAS *rptr;

osEvent evt;

for (;;) {

evt = osMessageGet(MsgBox, osWaitForever); // wait for message

if (evt.STatus == osEventMessage) {

rptr = evt.value.p;

printf ("\nVoltage: %.2f V\n", rptr->voltage);

printf ("Current: %.2f A\n", rptr->current);

printf ("Number of cycles: %d\n", rptr->counter);

osPoolFree(mpool, rptr); // free memory allocated for message

}

void STartApplication (void) {

mpool = osPoolCreate(osPool(mpool)); // create memory pool

MsgBox = osMessageCreate(osMessageQ(MsgBox), NULL); // create msg queue

tid_thread1 = oSThreadCreate(oSThread(send_thread), NULL);

tid_thread2 = oSThreadCreate(oSThread(recv_thread), NULL);

}

سیگنال‌ها

تابع‌های مدیریت سیگنال امکان کنترل یا انتظار برای پرچم‌های سیگنال را فراهم می‌کند. که به هر Thread دارای پرچم‌های سیگنال اختصاص داده شده است.

#include "cmsis_os.h"
 
DigitalOut led(LED1);
 
void led_thread(void conST *args) {
    while (true) {
        // Signal flags that are reported as event are automatically cleared.
        osSignalWait(0x1, osWaitForever);
        led = !led;
    }
}
oSThreadDef(led_thread, osPriorityNormal, DEFAULT_STACK_SIZE);
 
int main (void) {
    oSThreadId tid = oSThreadCreate(oSThread(led_thread), NULL);
    
    while (true) {
        osDelay(1000);
        osSignalSet(tid, 0x1);
    }
}

#include "cmsis_os.h"

DigitalOut led(LED1);

void led_thread(void conST *args) {

while (true) {

// Signal flags that are reported as event are automatically cleared.

osSignalWait(0x1, osWaitForever);

led = !led;

}

oSThreadDef(led_thread, osPriorityNormal, DEFAULT_STACK_SIZE);

int main (void) {

oSThreadId tid = oSThreadCreate(oSThread(led_thread), NULL);

while (true) {

osDelay(1000);

osSignalSet(tid, 0x1);

}

شاید برای شما مفید باشد:

CapibaraZero firmware: جایگزین‌ ارزان‌قیمت Flipper Zero

حوضچه حافظه

حوضچه‌های حافظه، بلوک‌های حافظه پویا هستند که توسط سیستم عامل مدیریت می‌شوند و بنابراین Thread امن هستند. از حافظه heap سریع‌تر هستند و مشکل قطعه قطعه شدن را نیز ندارند. از این حافظه‌ها می‌توان در Threadها و روال‌های وقفه استفاده کرد. با این گام‌ها می‌توان حوضچه‌های حافظه را ساخت و از آن‌ها استفاده کرد.

در قسمت سیزدهم آموزش میکروکنترلر STM32F4 به مبحث تایمرها خواهیم پرداخت. با سیسوگ همراه باشید.