FreeRTOS 消息队列 详解
目录
什么是队列？
消息队列特点
1. 数据入队出队方式
2. 数据传递方式
3. 多任务访问
4. 出队、入队阻塞
消息队列相关 API 函数
1. 创建队列
2. 写队列
3. 读队列
消息队列实操
什么是队列？
队列又称消息队列，是一种常用于任务间通信的数据结构，队列可以在任务与任务间、中断和任 务间传递信息。
为什么不使用全局变量？
如果使用全局变量，任务1修改了变量 a ，等待任务3处理，但任务3处理速度很慢，在处理数据的过程中，任务2有可能又修改了变量 a ，导致任务3有可能得到的不是正确的数据。
在这种情况下，就可以使用队列。任务1和任务2产生的数据放在流水线上，任务3可以慢慢一个个依次处理。
关于队列的几个名词：
队列项目：队列中的每一个数据；
队列长度：队列能够存储队列项目的最大数量；
创建队列时，需要指定队列长度及队列项目大小。
消息队列特点
1. 数据入队出队方式
通常采用先进先出（FIFO）的数据存储缓冲机制，即先入队的数据会先从队列中被读取。
也可以配置为后进先出（LIFO）方式，但用得比较少。
2. 数据传递方式
采用实际值传递，即将数据拷贝到队列中进行传递，也可以传递指针，在传递较大的数据的时候 采用指针传递。
3. 多任务访问
队列不属于某个任务，任何任务和中断都可以向队列发送/读取消息
4. 出队、入队阻塞
当任务向一个队列发送消息时，可以指定一个阻塞时间，假设此时当队列已满无法入队。
阻塞时间如果设置为：
- 0：直接返回不会等待；
- 0~port_MAX_DELAY：等待设定的阻塞时间，若在该时间内还无法入队，超时后直接返回不再等待；
- port_MAX_DELAY：死等，一直等到可以入队为止。出队阻塞与入队阻塞类似；
消息队列相关 API 函数
1. 创建队列
QueueHandle_t xQueueCreate( UBaseType_t uxQueueLength,
UBaseType_t uxItemSize );参数：
- uxQueueLength：队列可同时容纳的最大项目数 。
- uxItemSize：存储队列中的每个数据项所需的大小（以字节为单位）。
返回值： 如果队列创建成功，则返回所创建队列的句柄 。 如果创建队列所需的内存无法分配 ， 则返回 NULL。
2. 写队列
写队列总共有以下几个函数：
| 函数 | 描述 |
| xQueueSend() | 往队列的尾部写入消息 |
| xQueueSendToBack() | 同 xQueueSend() |
| xQueueSendToFront() | 往队列的头部写入消息 |
| xQueueOverwrite() | 覆写队列消息（只用于队列长度为 1 的情况） |
| xQueueSendFromISR() | 在中断中往队列的尾部写入消息 |
| xQueueSendToBackFromISR() | 同 xQueueSendFromISR() |
| xQueueSendToFrontFromISR() | 在中断中往队列的头部写入消息 |
| xQueueOverwriteFromISR() | 在中断中覆写队列消息（只用于队列长度为 1 的情况） |
BaseType_t xQueueSend(
QueueHandle_t xQueue,
const void * pvItemToQueue,
TickType_t xTicksToWait
);参数：
- xQueue：队列的句柄，数据项将发送到此队列。
- pvItemToQueue：待写入数据
- xTicksToWait：阻塞超时时间
返回值：
如果成功写入数据，返回 pdTRUE，否则返回 errQUEUE_FULL。
3. 读队列
读队列总共有以下几个函数：
| 函数 | 描述 |
| xQueueReceive() | 从队列头部读取消息，并删除消息 |
| xQueuePeek() | 从队列头部读取消息，但是不删除消息 |
| xQueueReceiveFromISR() | 在中断中从队列头部读取消息，并删除消息 |
| xQueuePeekFromISR() | 在中断中从队列头部读取消息 |
BaseType_t xQueueReceive(
QueueHandle_t xQueue,
void *pvBuffer,
TickType_t xTicksToWait
);参数：
- xQueue：待读取的队列
- pvItemToQueue：数据读取缓冲区
- xTicksToWait：阻塞超时时间
返回值：
- 成功返回 pdTRUE
- 否则返回 pdFALSE
消息队列实操
要求：
创建一个队列，按下 KEY1 向队列发送数据，按下 KEY2 向队列读取数据。
打开CubeMX
1.将FreeRTOS移植到STM32F103C8T6，具体看我之前写过的文章
将FreeRTOS移植到STM32F103C8T6
2.然后创建两个任务和一个队列
3.设置按键引脚为输入，然后导出代码
4.编写代码
freertos.c
void StartTaskSend(void const * argument)
{
uint16_t buf = 100;
BaseType_t status;
for(;;)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
{
osDelay(20);
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
{
status = xQueueSend(myQueue01Handle, &buf, 0);
if(status == pdTRUE)
printf("写入队列成功，写入值为%d\r\n", buf);
else
printf("写入队列失败\r\n");
}
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);
}
osDelay(10);
}
}
void StartTaskReceive(void const * argument)
{
uint16_t buf = 100;
BaseType_t status;
for(;;)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
{
osDelay(20);
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
{
status = xQueueReceive(myQueue01Handle, &buf, 0);
if(status == pdTRUE)
printf("读取队列成功，写入值为%d\r\n", buf);
else
printf("读取队列失败\r\n");
}
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);
}
osDelay(10);
}
}5.编译烧录后打开串口助手
由于uint16_t buf ,所以最多写入16组数据
