《MiniPro STM32H750 开发指南》 第六十二章 UCOSII实验2-信号量和邮箱

正点原子

1）实验平台：正点原子MiniPro STM32H750开发板
2）平台购买链接:https://detail.tmall.com/item.htm?id=677017430560
3）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boar
4）MiniPro STM32H750技术交流QQ群:756580169

第六十二章 UCOSII实验2-信号量和邮箱

上一章，我们学习了如何使用UCOSII，学习了UCOSII的任务调度，但是并没有用到任务间的同步与通信，本章我们将学习两个最基本的任务间通讯方式：信号量和邮箱。
本章分为如下几个小节：
62.1 UCOSII信号量和邮箱简介
62.2 硬件设计
62.3 程序设计
62.4 下载验证


62.1 UCOSII信号量和邮箱简介
系统中的多个任务在运行时，经常需要互相无冲突地访问同一个共享资源，或者需要互相支持和依赖，甚至有时还要互相加以必要的限制和制约，才保证任务的顺利运行。因此，操作系统必须具有对任务的运行进行协调的能力，从而使任务之间可以无冲突、流畅地同步运行，而不导致灾难性的后果。
例如，任务A和任务B共享一台打印机，如果系统已经把打印机分配给了任务A，则任务B因不能获得打印机的使用权而应该处于等待状态，只有当任务A把打印机释放后，系统才能唤醒任务B，使其获得打印机的使用权。如果这两个任务不这样做，那么会造成极大的混乱。
任务间的同步依赖于任务间的通信。在UCOSII中，是使用信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列，这些被称作事件的中间环节来实现任务之间的通信的。这里我们仅介绍信号量和邮箱，消息队列将会在下一章介绍。
事件
两个任务通过事件进行通讯的示意图如图62.1.1所示：

图62.1.1 两个任务使用事件进行通信的示意图

在上图中任务1是发信方，任务2是收信方。任务1负责把信息发送到事件上，这项操作叫做发送事件。任务2通过读取事件操作对事件进行查询：如果有信息则读取，否则等待。读事件操作叫做请求事件。
为了把描述事件的数据结构统一起来，UCOSII 使用叫做事件控制块(ECB)的数据结构来描述诸如信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列这些事件。事件控制块中包含包括等待任务表在内的所有有关事件的数据，事件控制块结构体定义如下：
typedef struct os_event {
    INT8U    OSEventType;                                     /* 事件的类型 */
    void    *OSEventPtr;                                        /* 消息或消息队列的指针 */
    INT16U   OSEventCnt;                                      /* 信号量计数器 */
    OS_PRIO  OSEventGrp;                                      /* 等待事件的任务组 */
    OS_PRIO  OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];                /* 任务等待表 */
#if OS_EVENT_NAME_EN > 0u
    INT8U   *OSEventName;                                             /* 事件名 */
#endif
} OS_EVENT;
信号量
使用信号量的最初目的，是为了给共享资源设立一个标志，该标志表示该共享资源的占用情况。这样，当一个任务在访问共享资源之前，就可以先对这个标志进行查询，从而在了解资源被占用的情况之后，再来决定自己的行为。
信号量的实质是一个全局计数器的实现机制，释放信号量的任务使得该计数器的值加1，请求到信号量的任务使得该计数器的值减1。如果计数器得值为0，则请求该信号量得任务将挂起等待，直到别的任务释放该信号量。通过这种方式，使得释放信号量的任务可以控制请求信号量的任务的运行。
信号量的工作原理如图62.1.2所示：

图62.1.2信号量工作原理图

信号量可以分为两种：一种是二值型信号量，另外一种是N 值信号量。
UCOSII 将二值型信号量称之为也叫互斥型信号量，将 N 值信号量称之为计数型信号量， 也就是普通的信号量。
信号量相关的主要操作有：创建信号量OSSemCreate、请求信号量OSSemPend、释放信号量OSSemPost和删除信号量OSSemDel。后面再对这几个函数进行讲解。
邮箱
在多任务操作系统中，常常需要在任务与任务之间通过传递一个数据（这种数据叫做“消息”）的方式来进行通信。为了达到这个目的，可以在内存中创建一个存储空间作为该数据的缓冲区。如果把这个缓冲区称之为消息缓冲区，这样在任务间传递数据（消息）的最简单办法就是传递消息缓冲区的指针。我们把用来传递消息缓冲区指针的数据结构叫做邮箱（消息邮箱）。消息邮箱的工作情况如图62.1.3所示：

图62.1.3 消息邮箱工作情况图

从上图可知道，只有任务才能请求消息，邮箱里仅能存放一条消息，如果释放消息的速度比请求消息的速度快，则释放的消息将会丢失。可以通过广播的方式，使得释放的消息传递给所有请求该消息邮箱的任务。如果当前邮箱为空，且有某一任务2正在请求邮箱，则当另一任务1向邮箱中释放消息时，释放的消息将直接发送给任务2，而不用经过邮箱中转。
在UCOSII中，我们通过事件控制块的OSEventPrt来传递消息缓冲区指针，同时使事件控制块的成员OSEventType为常数OS_EVENT_TYPE_MBOX，则该事件控制块就叫做消息邮箱。
与消息邮箱相关的主要操作有：创建邮箱函数OSMboxCreate、向邮箱发送消息函数OSMboxPost、请求邮箱函数OSMboxPend、查询邮箱状态函数OSMboxQuery和删除邮箱函数OSMboxDel。后面再对这几个进行函数进行讲解。
62.2 硬件设计
1. 例程功能
本实验我们在UCOSII里面创建6个任务：开始任务、LED任务、触摸屏任务、蜂鸣器任务、按键扫描任务和主任务，开始任务用于创建信号量、创建邮箱、初始化统计任务以及其他任务的创建，之后挂起；LED任务用于LED0控制，提示程序运行状况；蜂鸣器任务用于测试信号量，是请求信号量函数，每得到一个信号量，蜂鸣器就叫一次；触摸屏任务用于在屏幕上画图，可以用于测试CPU使用率；按键扫描任务用于按键扫描，优先级最高，将得到的键值通过消息邮箱发送出去；主任务则通过查询消息邮箱获得键值，并根据键值执行LED1控制、信号量发送（蜂鸣器控制）、触摸区域清屏和触摸屏校准等控制。
通过按KEY0，可以控制KEY1的亮灭。
通过按KEY1,则可以控制蜂鸣器的发声（连续按下多次后，可以看到蜂鸣每隔1秒叫一次）。
通过按KEY_UP,可以进入校准程序，进行触摸屏校准（注意，电容触摸屏不需要校准，所以如果是电容屏，
按KEY_UP，就相当于清屏一次的效果，不会进行校准）

电阻屏校准方法：
1，下载本代码。
2，按KEY_UP。
3，依次点击屏幕上的5个十字架（十字+小圈圈）的最中央（最好用笔尖）
4，直到屏幕提示："Touch Screen Adjust OK!"字样。
5，校准完成。
2. 硬件资源
1）RGB灯
     RED   ：LED0 - PB4
     GREEN        ：LED1 - PE6
2）独立按键
KEY0  – PA1
      KEY1  – PA15
WK_UP – PA0
3) 正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)
4）串口1 (PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
5）触摸屏(电阻式/电容式)
6）蜂鸣器(PE4)
62.3 程序设计
62.3.1 UCOSII相关函数介绍
信号量函数
        在这里对本实验用到的UCOSII信号量函数进行介绍，相关代码存放在os_sem.c中。
1. OSSemCreate函数
创建信号量函数，其声明如下：
OS_EVENT  *OSSemCreate (INT16U cnt)
函数描述：
用于创建一个信号量
函数形参：
cnt是信号量计数器（OSEventCnt）的初始值
函数返回值：
已创建的信号量的指针
2. OSSemPend函数
请求信号量函数，其声明如下：
void  OSSemPend (OS_EVENT *pevent, INT32U timeout, INT8U *perr)
函数描述：
请求信号量
函数形参：
pevent：被请求信号量的指针                 
timeout：等待时限
perr：错误信息        
OS_ERR_NONE：调用成功，信号量不为零
OS_ERR_TIMEOUT ：信号量没有在指定数目的时钟周期内被设置
OS_ERR_PEND_ABOUT：取消对信号量的等待
OS_ERR_EVENT_TYPE：没有传递信号量的指针
OS_ERR_PEND_ISR：从中断调用该函数时错误
OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是一个空指针
OS_ERR_PEND_LOCKED：调度器上锁了
函数返回值：
无
注意事项：
为了防止任务因得不到信号量而处于长期的等待状态，函数OSSemPend允许用参数timeout设置一个等待时间的限制，当任务等待的时间超过timeout时可以结束等待状态而进入就绪状态。如果参数timeout被设置为0，则表明任务的等待时间为无限长。
3. OSSemPost函数
发送信号量函数，其声明如下：
INT8U  OSSemPost (OS_EVENT *pevent)
函数描述：
用于发送信号量或者称为释放信号量
函数形参：
pevent：被请求信号量的指针
函数返回值：
OS_ERR_NONE：函数调用成功，信号量被成功地设置
OS_ERR_SEM_OVF：信号量的值溢出
OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向信号量的指针
OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是一个空指针
4.OSSemDel函数
删除信号量函数，其声明如下：
OS_EVENT  *OSSemDel (OS_EVENT *pevent, INT8U opt, INT8U *perr)
函数描述：
用于删除信号量并准备挂起所有任务
函数形参：
pevent：要删除的信号量指针
opt：删除条件选项
OS_DEL_NO_PEND：在没有任务挂起时删除信号量
OS_DEL_ALWAYS：删除信号量，即使任务正在等待。
perr：错误信息        
OS_ERR_NONE：函数调用成功，成功删除信号量
OS_ERR_DEL_ISR：尝试在中断中删除信号量
OS_ERR_INVALID_OPT：指向一个无效的选项
OS_ERR_TASK_WAITING：一个或多个任务在等待这个信号量
OS_ERR_EVENT_TYPE：没有传递一个指向信号量的指针
OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是一个空指针
函数返回值：
pevent ：存在错误             (OS_EVENT *)0 : 该信号量被成功删除。
消息邮箱函数
在这里对本实验用到的UCOSII消息邮箱函数进行介绍，相关代码存放在os_mbox.c中
1. OSMboxCreate函数
创建邮箱函数，其声明如下：
OS_EVENT  *OSMboxCreate (void *pmsg)
函数描述：
用于创建邮箱函数
函数形参：
pmsg：消息的指针
函数返回值：
消息邮箱的指针
注意事项：
调用OSMboxCreate前，需先定义msg的初始值。在一般情况下，这个初始值为NULL。但也可以事先定义一个邮箱，然后把这个邮箱的指针作为参数传递到函数OSMboxCreate中，使得一开始就指向一个邮箱。
2. OSMboxPost函数
向邮箱发送消息函数，其声明如下：
INT8U  OSMboxPost (OS_EVENT  *pevent, void *pmsg)
函数描述：
用于向消息邮箱发送消息
函数形参：
pevent：消息邮箱的指针           
pmsg ：消息指针
函数返回值：
OS_ERR_NONE：消息发送成功
OS_ERR_MBOX_FULL：不能向满邮箱再发送消息
OS_ERR_EVENT_TYPE：指定的事件不是消息邮箱类型
OS_ERR_PEVENT_NULL：不能向不存在的消息邮箱发送消息
OS_ERR_POST_NULL_PTR：消息缓冲区不能为空
3. OSMboxPend函数
请求邮箱函数，其声明如下：
void  *OSMboxPend (OS_EVENT  *pevent, INT32U timeout, INT8U *perr)
函数描述：
请求消息邮箱，就是等待一个消息传送到消息邮箱或取得一个消息数据
函数形参：
pevent：消息邮箱的指针      
timeout：等待时限      
perr：错误信息
OS_ERR_NONE：函数调用成功，接收到消息
OS_ERR_TIMEOUT：未在“超时”时间内接收到消息
OS_ERR_PEND_ABORT：终止邮箱的等待
OS_ERR_EVENT_TYPE：无效事件类型
OS_ERR_PEND_ISR：从ISR中调用该函数，导致任务挂起
OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是一个空指针
OS_ERR_PEND_LOCKED：调度器上锁了
函数返回值：
NULL：未得到消息          ！NULL：预期消息的指针
4. OSMboxQuery函数
查询邮箱状态函数，其声明如下：
UINT8U  *OSMboxQuery (OS_EVENT  *pevent, OS_MBOX_DATA *p_mbox_data)
函数描述：
获取消息邮箱的相关信息
函数形参：
pevent：消息邮箱的指针         
p_mbox_data：存放邮箱信息的结构
函数返回值：
OS_ ERR_NONE：调用成功      
OS_ERR_EVENT_TYPE：pevent不是指向消息邮箱的指针
OS_ERR_PEVENT_NULL：不能向不存在的消息邮箱发送消息
OS_ERR_PDATA_NULL：p_mbox_data是一个空指针
注意事项：
必须先建立消息邮箱，然后使用
5.OSMboxDel函数
删除邮箱函数，其声明如下：
OS_EVENT  *OSMboxDel (OS_EVENT *pevent, INT8U opt, INT8U *perr)
函数描述：
对一个不再使用的消息邮箱及时删除以释放资源
函数形参：
pevent：要删除的邮箱指针
opt：删除条件选项
OS_DEL_NO_PEND：在没有任务挂起时删除邮箱
OS_DEL_ALWAYS：无条件删除邮箱，所有等待该事件的任务转到就绪态。
perr：错误信息
OS_ERR_NONE：函数调用成功，成功删除邮箱
OS_ERR_DEL_ISR：不支持在中断中删除邮箱
OS_ERR_INVALID_OPT：指向一个无效的选项
OS_ERR_TASK_WAITING：一个或多个任务在等待这个信号量
OS_ERR_EVENT_TYPE：没有传递一个指向邮箱的指针
OS_ERR_PEVENT_NULL：pevent是一个空指针
函数返回值：
pevent ：存在错误             (OS_EVENT *)0 : 该邮箱被成功删除。
62.3.2 程序流程图

图62.3.2.1 UCOSII信号量和邮箱实验

62.3.3 程序解析
main.c代码
在main.c文件下，除了main函数之外，还有UCOSII任务的一些配置以及6个任务函数。我们先看一下UCOSII任务的一些宏定义，如下代码所示：
/*****************************************************************************/
/* UCOSII任务设置 */

/* START 任务 配置
* 包括: 任务优先级 堆栈大小 等
*/
#define START_TASK_PRIO                 10              /* 开始任务的优先级设置为最低 */
#define START_STK_SIZE                  128             /* 堆栈大小 */
        
OS_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];               /* 任务堆栈 */
void start_task(void *pdata);                          /* 任务函数 */

/* 触摸屏任务 任务 配置
* 包括: 任务优先级 堆栈大小 等
*/
#define TOUCH_TASK_PRIO                 7               /* 优先级设置(越小优先级越高) */
#define TOUCH_STK_SIZE                  128             /* 堆栈大小 */

OS_STK TOUCH_TASK_STK[TOUCH_STK_SIZE];               /* 任务堆栈 */
void touch_task(void *pdata);                          /* 任务函数 */

/* LED 任务 配置
* 包括: 任务优先级 堆栈大小 等
*/
#define LED_TASK_PRIO                   6               /* 优先级设置(越小优先级越高) */
#define LED_STK_SIZE                    128             /* 堆栈大小 */

OS_STK LED_TASK_STK[LED_STK_SIZE];                    /* 任务堆栈 */
void led_task(void *pdata);                            /* 任务函数 */

/* 蜂鸣器 任务 配置
* 包括: 任务优先级 堆栈大小 等
*/
#define BEEP_TASK_PRIO                  5               /* 优先级设置(越小优先级越高) */
#define BEEP_STK_SIZE                   128             /* 堆栈大小 */

OS_STK BEEP_TASK_STK[BEEP_STK_SIZE];                  /* 任务堆栈 */
void beep_task(void *pdata);                           /* 任务函数 */

/* 主 任务 配置
* 包括: 任务优先级 堆栈大小 等
*/
#define MAIN_TASK_PRIO                  4               /* 优先级设置(越小优先级越高) */
#define MAIN_STK_SIZE                   128             /* 堆栈大小 */

OS_STK MAIN_TASK_STK[MAIN_STK_SIZE];                  /* 任务堆栈 */
void main_task(void *pdata);                           /* 任务函数 */

/* 按键扫描 任务 配置
* 包括: 任务优先级 堆栈大小 等
*/
#define KEY_TASK_PRIO                   3               /* 优先级设置(越小优先级越高) */
#define KEY_STK_SIZE                    128             /* 堆栈大小 */

OS_STK KEY_TASK_STK[KEY_STK_SIZE];                    /* 任务堆栈 */
void key_task(void *pdata);                            /* 任务函数 */
/*****************************************************************************/

/**
* @brief       开始任务
* @param       pdata : 传入参数(未用到)
* @retval      无
*/
void start_task(void *pdata)
{
    OS_CPU_SR cpu_sr = 0;
    pdata = pdata;
    msg_key = OSMboxCreate((void *)0);  /* 创建消息邮箱 */
    sem_beep = OSSemCreate(0);                   /* 创建信号量 */
   
    OSStatInit();                     /* 开启统计任务 */
    OS_ENTER_CRITICAL();            /* 进入临界区(关闭中断) */
   
    /* 触摸任务 */
    OSTaskCreateExt((void(*)(void *) )touch_task,
                    (void *          )0,
                    (OS_STK *        )&TOUCH_TASK_STK[TOUCH_STK_SIZE - 1],
                    (INT8U          )TOUCH_TASK_PRIO,
                    (INT16U         )TOUCH_TASK_PRIO,
                    (OS_STK *        )&TOUCH_TASK_STK[0],
                    (INT32U         )TOUCH_STK_SIZE,
                    (void *          )0,
                    (INT16U         )OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR
| OS_TASK_OPT_SAVE_FP);
    /* LED任务 */
    OSTaskCreateExt((void(*)(void *) )led_task,
                    (void *          )0,
                    (OS_STK *        )&LED_TASK_STK[LED_STK_SIZE - 1],
                    (INT8U          )LED_TASK_PRIO,
                    (INT16U         )LED_TASK_PRIO,
                    (OS_STK *        )&LED_TASK_STK[0],
                    (INT32U         )LED_STK_SIZE,
                    (void *          )0,
                    (INT16U         )OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR
| OS_TASK_OPT_SAVE_FP);
    /* 蜂鸣器任务 */
    OSTaskCreateExt((void(*)(void *) )beep_task,
                    (void *          )0,
                    (OS_STK *        )&BEEP_TASK_STK[BEEP_STK_SIZE - 1],
                    (INT8U          )BEEP_TASK_PRIO,
                    (INT16U         )BEEP_TASK_PRIO,
                    (OS_STK *        )&BEEP_TASK_STK[0],
                    (INT32U         )BEEP_STK_SIZE,
                    (void *          )0,
                    (INT16U         )OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR
| OS_TASK_OPT_SAVE_FP);
    /* 主任务 */
    OSTaskCreateExt((void(*)(void *) )main_task,
                    (void *          )0,
                    (OS_STK *        )&MAIN_TASK_STK[MAIN_STK_SIZE - 1],
                    (INT8U          )MAIN_TASK_PRIO,
                    (INT16U         )MAIN_TASK_PRIO,
                    (OS_STK *        )&MAIN_TASK_STK[0],
                    (INT32U         )MAIN_STK_SIZE,
                    (void *          )0,
                    (INT16U         )OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR
| OS_TASK_OPT_SAVE_FP);
    /* 按键任务 */
    OSTaskCreateExt((void(*)(void *) )key_task,
                    (void *          )0,
                    (OS_STK *        )&KEY_TASK_STK[KEY_STK_SIZE - 1],
                    (INT8U          )KEY_TASK_PRIO,
                    (INT16U         )KEY_TASK_PRIO,
                    (OS_STK *        )&KEY_TASK_STK[0],
                    (INT32U         )KEY_STK_SIZE,
                    (void *          )0,
                    (INT16U         )OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR
| OS_TASK_OPT_SAVE_FP);
    OS_EXIT_CRITICAL();                        /* 退出临界区(开中断) */
    OSTaskSuspend(START_TASK_PRIO);         /* 挂起开始任务 */
}

/**
* @brief       LED任务
* @param       pdata : 传入参数(未用到)
* @retval      无
*/
void led_task(void *pdata)
{
    uint8_t t;
    while (1)
    {
        t++;
        delay_ms(10);
        if (t == 8)LED0(1);         /* LED0灭 */
        if (t == 100)               /* LED0亮 */
        {
            t = 0;
            LED0(0);
        }
    }
}

/**
* @brief       蜂鸣器任务
* @param       pdata : 传入参数(未用到)
* @retval      无
*/
void beep_task(void *pdata)
{
    uint8_t err;
    while (1)
    {
        OSSemPend(sem_beep, 0, &err);   /* 请求信号量 */
        BEEP(1);        /* 打开蜂鸣器 */
        delay_ms(60);
        BEEP(0);        /* 关闭蜂鸣器 */
        delay_ms(940);
    }
}

/**
* @brief       触摸屏任务
* @param       pdata : 传入参数(未用到)
* @retval      无
*/
void touch_task(void *pdata)
{
    uint32_t cpu_sr;
    uint16_t lastpos[2];    /* 最后一次的数据 */
    while (1)
    {
        tp_dev.scan(0);

        if (tp_dev.sta & TP_PRES_DOWN)  /* 触摸屏被按下 */
        {
            if (tp_dev.x[0] < lcddev.width && tp_dev.y[0] < lcddev.height
&& tp_dev.y[0] > 120)
            {
                if (lastpos[0] == 0XFFFF)
                {
                    lastpos[0] = tp_dev.x[0];
                    lastpos[1] = tp_dev.y[0];
                }
                OS_ENTER_CRITICAL();/*进入临界段,防止其他任务,打断LCD操作,导致液晶乱序*/
                lcd_draw_bline(lastpos[0], lastpos[1], tp_dev.x[0], tp_dev.y[0],
2, RED);   /* 画线 */
                OS_EXIT_CRITICAL();
                lastpos[0] = tp_dev.x[0];
                lastpos[1] = tp_dev.y[0];
            }
        }
        else
        {
            lastpos[0] = 0XFFFF;
            delay_ms(10);   /* 没有按键按下的时候 */
        }
    }
}

/**
* @brief       主任务
* @param       pdata : 传入参数(未用到)
* @retval      无
*/
void main_task(void *pdata)
{
    uint32_t key = 0;
    uint8_t err;
    uint8_t semmask = 0;
    uint8_t tcnt = 0;

    while (1)
    {
        key = (uint32_t)OSMboxPend(msg_key, 10, &err);
        switch (key)
        {
            case KEY0_PRES: /* 控制DS1,并清除触摸区域 */
                LED1_TOGGLE();
                lcd_fill(0, 121, lcddev.width - 1, lcddev.height - 1, WHITE);
                break;

            case KEY1_PRES: /* 发送信号量 */
                semmask = 1;
                OSSemPost(sem_beep);
                break;

            case WKUP_PRES: /* 校准 */
                OSTaskSuspend(TOUCH_TASK_PRIO);         /* 挂起触摸屏任务 */

                if ((tp_dev.touchtype & 0X80) == 0)
                {
                    tp_adjust();
                }
                OSTaskResume(TOUCH_TASK_PRIO);          /* 解挂 */
                ucos_load_main_ui();                    /* 重新加载主界面 */
                break;
        }

        if (semmask || sem_beep->OSEventCnt)            /* 需要显示sem */
        {
/* 显示信号量的值 */
            lcd_show_xnum(192, 50, sem_beep->OSEventCnt, 3, 16, 0X80, BLUE);   
            if (sem_beep->OSEventCnt == 0)semmask = 0;  /* 停止更新 */
        }
        if (tcnt == 10) /* 0.6秒更新一次CPU使用率 */
        {
            tcnt = 0;
            lcd_show_xnum(192, 30, OSCPUUsage, 3, 16, 0, BLUE);/* 显示CPU使用率 */
        }
        tcnt++;
        delay_ms(10);
    }
}

/**
* @brief       按键扫描任务
* @param       pdata : 传入参数(未用到)
* @retval      无
*/
void key_task(void *pdata)
{
    uint8_t key;
    while (1)
    {
        key = key_scan(0);
        if (key)OSMboxPost(msg_key, (void *)key); /* 发送消息 */
        delay_ms(10);
    }
}
上面就是对创建的start_task、led0_task、touch_task、led1_task、main_task 和 key_task等6个任务的参数进行配置，例如优先级、堆栈大小和任务函数的声明及定义。
这6个任务做的事情在前面程序流程图里面已经有说明，这里就不多说了。
下面看一下main主函数的代码：
OS_EVENT *msg_key;              /* 按键邮箱事件块指针 */
OS_EVENT *sem_beep;             /* 蜂鸣器信号量指针 */

int main(void)
{
    sys_cache_enable();                           /* 打开L1-Cache */
    HAL_Init();                                    /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);        /* 设置时钟, 480Mhz */
    delay_init(480);                              /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                           /* 串口初始化为115200 */
    mpu_memory_protection();                     /* 保护相关存储区域 */
    led_init();                                    /* 初始化LED */
    lcd_init();                                    /* 初始化LCD */
    key_init();                                    /* 初始化按键 */
    beep_init();                                   /* 初始化蜂鸣器 */
    tp_dev.init();                                /* 触摸屏初始化 */
    ucos_load_main_ui();                         /* 加载主界面 */
    OSInit();                                      /* UCOS初始化 */
    OSTaskCreateExt((void(*)(void *) )start_task,     /* 任务函数 */
                    (void *          )0,                     /* 传递给任务函数的参数 */
/* 任务堆栈栈顶 */
                    (OS_STK *        )&START_TASK_STK[START_STK_SIZE - 1],
                    (INT8U          )START_TASK_PRIO,                        /* 任务优先级 */
                    (INT16U         )START_TASK_PRIO,/* 任务ID，这里设置为和优先级一样 */
                    (OS_STK *        )&START_TASK_STK[0],           /* 任务堆栈栈底 */
                    (INT32U         )START_STK_SIZE,                 /* 任务堆栈大小 */
                    (void *          )0,                                       /* 用户补充的存储区 */
                    (INT16U         )OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR
| OS_TASK_OPT_SAVE_FP);
/* 任务选项,为了保险起见，所有任务都保存浮点寄存器的值 */
    OSStart();    /* 开始任务 */
}
这一章的main函数的运行流程比上一章复杂了一些，我们创建了消息邮箱msg_key，用于按键任务和主任务之间的数据传输（传递键值）。另外创建了信号量sem_led1，用于LED1任务和主任务之间的通信。
在代码中，我们使用了UCOSII提供的CPU统计服务，通过OSStatInit初始化CPU统计任务，然后在主任务中显示CPU使用率。
另外，在主任务中，我们用到了任务的挂起和恢复函数，在执行触摸校准的时候，我们必须先将触摸屏任务挂起，待校准完成之后，再恢复触摸屏任务。这是因为触摸屏校准和触摸屏任务都用到了触摸屏和TFTLCD，而这两个东西是不支持多任务占用的，所以必须采用独占的方式使用，否则可能导致数据错乱。
62.4 下载验证
将程序下载到开发板后，可以看到LCD显示界面如图62.4.1所示：

图62.4.1 初始化界面

        从上图可以看到，默认情况下，CPU使用率仅为1%。此时通过在触摸区域(Touch Area)画图，可以看到CPU使用率飙升，这说明触摸屏任务是一个很占CPU的任务；通过按KEY0，可以控制LED1的亮灭；通过按KEY1则可以控制蜂鸣器的发声（连续按下多次后，可以看到蜂鸣每隔1秒叫一次），同时，可以在LCD上面看到信号量的当前值；通过按下WK_UP可以进入校准程序，对触摸屏进行校准（注意，电容触摸屏不需要校准，所以如果是电容屏，按KEY_UP，就相当于清屏一次的效果，不会进行校准）。