FreeRTOS互斥信号量实验：解决优先级翻转

"FreeRTOS 互斥信号量操作实验，旨在教授编程，通过在 FreeRTOS 实验 14-3 的基础上用互斥信号量替换二值信号量，以理解和解决优先级翻转问题。实验内容包括理解互斥信号量的工作原理以及其在实时操作系统中的应用，特别关注在 STM32F407 上的实现。实验工程是 FreeRTOS 实验 14-4。此外，提供了一份 ALIENTEK 探索者 FreeRTOS 开发教程，详细涵盖了 FreeRTOS 的各个关键功能，如任务创建、中断配置、信号量、队列、软件定时器等。" 在 FreeRTOS 中，互斥信号量是一种用于实现任务间同步和资源保护的重要机制。它确保了在任何给定时刻，只有一个任务能够拥有信号量并访问相应资源，从而避免了数据竞争和其他并发问题。在这个实验中，重点在于学习如何使用互斥信号量来防止优先级翻转现象，这是实时操作系统中一个常见的问题，可能导致高优先级任务被低优先级任务阻塞。 优先级翻转是指一个高优先级任务在等待一个被低优先级任务持有的资源时，其执行被一个中间优先级的任务中断。互斥信号量可以通过强制要求释放信号量的任务在获得资源前保持阻塞状态，从而减少这种情况的发生。在 FreeRTOS 实验 14-3 中，二值信号量可能无法充分解决这个问题，而互斥信号量则提供了更强的保护。 实验设计要求在已有的 FreeRTOS 优先级翻转实验上进行修改，将二值信号量替换为互斥信号量。这涉及到了 FreeRTOS API 中的相关函数，如 `xSemaphoreTake()` 和 `xSemaphoreGive()`，这些函数用于请求和释放互斥信号量。通过对比观察，可以分析互斥信号量对系统性能和优先级管理的影响。 ALIENTEK 探索者 FreeRTOS 开发教程是一份全面的参考资料，覆盖了 STM32F407 上 FreeRTOS 的方方面面。手册包含了从基础概念到高级特性的详细讲解，包括如何移植 FreeRTOS 到 STM32 平台，如何配置系统和中断，以及如何使用任务、队列、信号量等多种同步和通信机制。此外，还包括时间管理、内存管理、事件标志组和任务通知等功能，帮助开发者深入理解 FreeRTOS 的工作原理和实践应用。 实验者可以通过这个教程和实验，掌握互斥信号量的使用，提升在 FreeRTOS 上进行多任务调度和并发控制的能力。同时，这份文档还提供了丰富的实例代码和实践指导，便于读者动手实践和调试，增强实际开发技能。