基于STM32F407的FreeRTOS學(xué)習(xí)筆記(5)

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有一種很重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做隊(duì)列，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)先進(jìn)先出。在FreeRTOS中也有一類隊(duì)列，我們利用這類隊(duì)列在FreeRTOS中實(shí)現(xiàn)任務(wù)與任務(wù)間的消息傳遞，所以也可以稱之為消息隊(duì)列。

隊(duì)列是任務(wù)間通信的主要形式。它們可以用于在任務(wù)之間以及中斷和任務(wù)之間發(fā)送消息。在大多數(shù)情況下，它們作為線程安全的 FIFO（先進(jìn)先出）緩沖區(qū)使用，新數(shù)據(jù)被發(fā)送到隊(duì)列的后面， 盡管數(shù)據(jù)也可以發(fā)送到前面。（拷貝自FreeRTOS開發(fā)者文檔）

隊(duì)列通過這樣子的結(jié)構(gòu)在任務(wù)間單方向傳遞消息。

在FreeRTOS的API引用文檔中我們可以看到隊(duì)列的控制函數(shù)。

我們在文檔中找到隊(duì)列創(chuàng)建函數(shù)（動(dòng)態(tài)）

首先我們需要在程序中包含入queue.h文件才能使用隊(duì)列。

其次和之前幾期的操作一樣，我們需要在FreeRTOSConfig.h文件中需要配置相對應(yīng)的宏以激活該創(chuàng)建隊(duì)列的構(gòu)造函數(shù)。

xQueueCreate的參數(shù)有兩個(gè)，首先是uxQueueLength隊(duì)列可同時(shí)容納的最大項(xiàng)目數(shù)簡而言之也就是：這個(gè)隊(duì)列有多長。

其次是uxItemSize，顧名思義是每一個(gè)項(xiàng)目（每個(gè)小塊塊）能存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)（字節(jié)）

最后要強(qiáng)調(diào)的是，這個(gè)函數(shù)的返回值是QueueHandle_t，即以句柄的形式返回，因此我們創(chuàng)建任務(wù)的時(shí)候也需要以句柄變量接收其返回值。

我們在啟動(dòng)函數(shù)中加入我們創(chuàng)建隊(duì)列的函數(shù)，其長度為1，每個(gè)項(xiàng)目的大小為一個(gè)字節(jié)。

我們接著在API引用文檔中找到關(guān)于隊(duì)列發(fā)送的函數(shù)（如上）。

發(fā)送的函數(shù)平平無奇，但是有幾點(diǎn)需要注意；

首先是發(fā)布項(xiàng)目按副本排隊(duì)而不是引用指針，指的是我們傳入的數(shù)據(jù)是先拷貝的臨時(shí)變量傳入，而并非我們傳入數(shù)據(jù)的地址，我想這樣子是為了避免在接收端時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改導(dǎo)致錯(cuò)誤。

其次是該函數(shù)不能在中斷函數(shù)中調(diào)用（有專門的函數(shù)是在中斷中發(fā)布項(xiàng)目的）

函數(shù)參數(shù)中的第三項(xiàng)xTicksWait簡單的理解就是可等待的最大時(shí)間，我們?nèi)绻覀兊年?duì)列已滿則嘗試等待，超過一定周期認(rèn)為超時(shí)則項(xiàng)目發(fā)布失敗。

我們在按鈕檢測任務(wù)中編寫：按下按鈕2時(shí)向隊(duì)列中放入字符p（p初始值為‘a(chǎn)’），每按下這個(gè)按鈕，p的值遞增。

還有一個(gè)按鈕3，按下按鈕3則在隊(duì)列中讀取一則消息，并打印出來。

void Get_info(void * pvParameters)
{
  unsigned char p = 'a';
    unsigned char r;
  while(1)
  {

    unsigned char key = KEY_Scan(0);
    BaseType_t err;
    if(key==1)
    {
      memset(informationbuff,0,400);
      vTaskGetRunTimeStats(informationbuff);
      printf("%srn",informationbuff);
    }

    if(key==2)
    {
      printf("Key_2 Pressrn");
      if(KeyNumberHandler!=NULL)//隊(duì)列句柄有效
      {

        err = xQueueSend(KeyNumberHandler,&p,10);
        p++;
        if(err!=pdTRUE)
        {
          printf("Send Fail rn");

        }
        else
        {
          printf("Send %c Successrn",p);

        }

      }
    }
    if(key==3)
    {
      printf("Key 3 Pressrn");
      if(KeyNumberHandler!=NULL)//隊(duì)列句柄有效
      {

        xQueueReceive(KeyNumberHandler,&r,10);
        printf("Queue Receive:%c rn",r);
        r = '?';//清空
      }
    }
    vTaskDelay(10);
  }
}

我們在按鈕檢測任務(wù)中加入按鈕2和按鈕3的情況，并且定義了一個(gè)變量err來檢測我們的隊(duì)列是否添加成功，我們觀察串口并看看打印情況。

可以看到，我們按下按鈕2，成功將 ‘b’ 消息送入隊(duì)列（我們是先p++再送入隊(duì)列的）

我們再繼續(xù)按下按鈕2，由于隊(duì)列的長度為1，且隊(duì)列的項(xiàng)目并沒有出隊(duì)列，因此串口會(huì)提示送入隊(duì)列失敗。

此時(shí)p等于 ' c '，我們按下按鈕3，讓數(shù)據(jù)出隊(duì)列，并且再按下一次按鈕3讀取是否有數(shù)據(jù)。

可以看到，讀取隊(duì)列之后隊(duì)列的內(nèi)容將被釋放，后續(xù)的內(nèi)容將前進(jìn)。之后我們再按下按鈕2 ，此時(shí)就可以向隊(duì)列中送入數(shù)據(jù)（我多按了一下）。

除此之外，F(xiàn)reeRTOS中還有一個(gè)函數(shù)為xQueueOverwrite，傳入?yún)?shù)除了沒有阻塞時(shí)間之外和xQueueSend一樣，它的作用為將消息送入隊(duì)列，如果沒有空間則覆蓋最后一個(gè)空間，我們將按鈕2中的函數(shù)換為該函數(shù)再試試。

我們每次送入隊(duì)列都成功，因?yàn)樗鼤?huì)把隊(duì)列的最后一個(gè)項(xiàng)目覆蓋掉。

關(guān)于隊(duì)列的介紹就到此啦，具體的API可以上FreeRTOS的官網(wǎng)查看參考文檔。