FreeRTOS 消息隊列總結

一、消息隊列的應用場景

        消息隊列可以應用於發送不定長消息的場合；隊列是FreeRTOS 主要的任務間通訊方式，可以在任務與任務間、中斷和任務間傳送信息；

二、消息隊列相關的函數

1、xQueueCreate()       //動態創建消息隊列函數

2、xQueueCreateStatic()         //靜態創建消息隊列函數

3、vQueueDelete()        //消息隊列刪除函數

4、xQueueSend()        //向隊列尾部發送一個隊列消息

5、xQueueSendToBack()        //向隊列尾部發送一個隊列消息  等同於4

6、xQueueSendToFront()        //向隊列頭部發送一個消息

7、xQueueSendFromISR()        //向隊列頭部發送一個消息  用在中斷中

8、xQueueSendToBackFromISR()              //向隊列頭部發送一個消息  用在中斷中 等同於7

9、xQueueGenericSend()           //發送消息函數的原型

 

10、xQueueReceive()        //從一個隊列中接收消息並把消息從隊列中刪除 決不能再中斷中使用

11、xQueuePeek()           //從一個隊列中接收消息 不把消息從隊列中刪除

12、xQueueReceiveFromISR ()      //從一個隊列中接收消息並把消息從隊列中刪除 用在中斷中

13、xQueuePeekFromISR()        //從一個隊列中接收消息 不把消息從隊列中刪除 用在中斷中

14、xQueueGenericReceive()        //接收消息函數的原型

三、注意事項

1、必須在FreeRTOSConfig.h 中把 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 定義爲 1。

2、隊列是內核對象，具有自己獨立權限；

3、如果消息過於龐大，可以將消息的地址作爲消息進行發送、接收。

4、獲取隊列消息時，要定義一個大於或等於消息的大小。

5、隊列讀取採用的是先進先出（FIFO）模式，也支持後進先出（LIFO）模式

四、實驗數據

//FreeRTOS 庫 
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"

//硬件庫
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart.h"

//C庫
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
/******************** 說  明 ************************
任務優先級：   數值越大 優先級高
****************************************************/
//堆棧大小
#define AppTaskCreate_Size 512 //創建任務的堆棧大小
#define ReceiveTask_Size   512 //  堆棧大小
#define SendTask_Size      512

//任務優先級 priority
#define AppTaskCreate_priority 1
#define ReceiveTask_priority   2
#define SendTask_priority      3

//申請任務句柄
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
static TaskHandle_t Receive_Task_Handle = NULL;
static TaskHandle_t SendTask_Handle = NULL;

//內核對象句柄
QueueHandle_t Test_Queue =NULL;

#define QUEUE_LEN  4 //隊列的長度
#define QUEUE_SIZE 1 //隊列中每個消息的大小

//全局變量 串口部分
extern u8 USART1_BUFF[64];
extern u16 USART1_ReceiveLength;
extern u8 USART1_ReceiveEndFlag;

//任務聲明
static void AppTaskCreate(void); //用於創建任務
static void Receive_Task(void* pvParameters);//LED 任務的實現
static void Send_Task(void* pvParameters);

static void BSP_Init(void);//用於初始化板載相關資源

/******************主函數***********************/
int main(void)
{	
	BaseType_t xReturn = pdPASS;
	
	BSP_Init();
	
	printf(" usart send 1 or 2. task send queue data \r\n");
	printf(" Receive task receive data in usart displey \r\n");
	xReturn =xTaskCreate(
		(TaskFunction_t ) AppTaskCreate,          //任務函數入口
		(const char*    ) "AppTaskCreate",        //任務名字
		(uint16_t       ) AppTaskCreate_Size,	  //任務棧大小
		(void*          ) NULL,                   //任務入口函數參數
		(UBaseType_t    ) AppTaskCreate_priority, //任務優先級
		(TaskHandle_t*  ) &AppTaskCreate_Handle); //任務控制塊指針
	//啓動任務調度
	if(pdPASS == xReturn)
		vTaskStartScheduler();//啓動任務調度
	else
		return -1;
	while(1);//正常 不會執行到這裏
}
//創建任務
static void AppTaskCreate(void)
{
	BaseType_t xReturn = pdPASS;
	
	taskENTER_CRITICAL();//進入臨界區
	//創建 消息隊列 Test_Queue
	Test_Queue =xQueueCreate((UBaseType_t )QUEUE_LEN,(UBaseType_t )QUEUE_SIZE);
	if(NULL != Test_Queue)
		printf("Create Test_Queue data queue ok!\r\n");
	
	xReturn = xTaskCreate(
		(TaskFunction_t ) Receive_Task,    //任務函數
		(const char*)    "Receive_Task",   //任務名稱
		(uint32_t )      ReceiveTask_Size, //任務堆棧大小
		(void* )         NULL,             //傳遞給任務函數的參數
		(UBaseType_t )   ReceiveTask_priority,   //任務優先級
		(TaskHandle_t*) &Receive_Task_Handle);   //任務控制塊
	if(pdPASS == xReturn )
		printf("Receive_Task 創建任務成功\r\n");
	
	xReturn = xTaskCreate(
		(TaskFunction_t ) Send_Task,    //任務函數
		(const char*)    "Send_Task",   //任務名稱
		(uint32_t )      SendTask_Size, //任務堆棧大小
		(void* )         NULL,          //傳遞給任務函數的參數
		(UBaseType_t )   SendTask_priority, //任務優先級
		(TaskHandle_t*) &SendTask_Handle);  //任務控制塊
	if(pdPASS == xReturn )
		printf("Send_Task 創建任務成功\r\n");
	
	vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle);
	
	taskEXIT_CRITICAL();
}

//接收打印任務
static void Receive_Task(void* parameter)
{
	BaseType_t xReturn = pdTRUE;//定義一個創建信息返回值，默認爲pdTRUE
	u8 r_queue;//定義一個接收消息的變量
	
	while(1)
	{
		xReturn = xQueueReceive(Test_Queue,    //消息隊列的句柄
					&r_queue,      //發送的消息內容
					portMAX_DELAY);//等待時間 一直等
		if(pdTRUE == xReturn)
			printf("Receive data is %d\r\n\r\n",r_queue);
		else
			printf("Data receive error:0x%1x \r\n",xReturn);
	}
}
//發送任務
static void Send_Task(void* pvParameters)
{
	BaseType_t xReturn = pdPASS;//定義一個創建信息返回值
	u8 sendData1 = 1;
	u8 sendData2 = 2;
	while(1)
	{
		if(USART1_ReceiveEndFlag == USART1ReceiveOk)
		{
			if(strstr((const char *)USART1_BUFF,"1") != NULL)
			{
				printf("send data is sendData1\r\n");
				xReturn = xQueueSend(Test_Queue,&sendData1,0);
				if(pdPASS == xReturn)
					printf("send sendData1 data OK!\r\n\r\n");
			}
			else if(strstr((const char *)USART1_BUFF,"2") != NULL)
			{
				printf("send data is sendData2\r\n");
				xReturn = xQueueSend(Test_Queue,&sendData2,0);
				if(pdPASS == xReturn)
					printf("send sendData2 data OK!\r\n\r\n ");
			}
			else
			{
				printf("Please enter 1 or 2! \r\n");
			}
			USART1_ReceiveEndFlag=0; //清標誌位
			USART1_ReceiveLength =0; //清長度
			memset(USART1_BUFF, 0, sizeof(USART1_BUFF));//清緩存
		}
		vTaskDelay(20);// 延時 20 個 tick 
	}
}
//硬件初始化函數
static void BSP_Init(void)
{
	NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );
	USART_Config();
}	

// 串口中斷服務函數
u8 USART1_BUFF[64];
u16 USART1_ReceiveLength;
u8 USART1_ReceiveEndFlag=0;
void DEBUG_USART_IRQHandler(void)
{
  uint8_t ucTemp;
	if(USART_GetITStatus(DEBUG_USARTx,USART_IT_RXNE)!=RESET)
	{		
		ucTemp = USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx);
		USART1_BUFF[USART1_ReceiveLength]=ucTemp;
		if(USART1_BUFF[USART1_ReceiveLength]== 0x0a)//\n
		{
			if(USART1_BUFF[USART1_ReceiveLength-1] == 0x0d)//\r
			{
				USART1_ReceiveEndFlag=USART1ReceiveOk;//接收完成
			}	
		}
		else
		{
			++USART1_ReceiveLength;
		}
		//USART_SendData(DEBUG_USARTx,ucTemp);    
	}	 
}