技术博客
首页 所有文章 标签 分类 关于
技术博客

目录

STM32-FreeRTOS消息队列

 收录于 未分类
   约 2593 字   预计阅读 6 分钟 
https://bing.ee123.net/img/rand?artid=146121846

STM32—FreeRTOS消息队列

一、简介

1、队列简介：

队列 ：是任务到任务，任务到中断、中断到任务数据交流的一种机制（消息传递）。 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/fa6da9188e7e4af8ab75c408b9b69ba9.png FreeRTOS基于队列，实现了多种功能，其中包括队列集、互斥信号量、计数型信号量、二值信号量、递归互斥信号量，因此很有必要深入了解FreeRTOS的队列。https://i-blog.csdnimg.cn/direct/6fc3395a1c1a416eb7a9e50a3717bc0d.png （中断一关闭，就不会出现任务切换，以防多个任务同时操作队列） https://i-blog.csdnimg.cn/direct/72d7e81da62749da9f2c988de1ed9231.png

2、FreeRTOS队列特点：

1.数据入队出队方式：先进先出 2.数据传递方式：实际值 3.多任务访问 4 出队、入队堵塞 https://i-blog.csdnimg.cn/direct/daca15baf8cc4147a6dd005ed2b0cc7a.png https://i-blog.csdnimg.cn/direct/eaab12fad22b44b488b8c20f0cd054a8.png 问题：当多个任务写入消息给一个“满队列”时，这些任务都会进入阻塞状态，也就是说有多个任务 在等待同一 个队列的空间。那当队列中有空间时，哪个任务会进入就绪态？ 答： 1、优先级最高的任务 2、如果大家的优先级相同，那等待时间最久的任务会进入就绪态 注：我始终认为自己不是一个很聪明的人，所以这些理论知识，我都是浅尝辄止，量力而行。

3、往队列写入消息API函数 ：

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/535e79803ee5474ea9bb528f23a7f518.png4、从队列读取消息API函数：

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/9dae17b2f9a249e5b75a3521f128af30.png

二、实验

1、实验步骤

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/7b8bcf5b651a4da09794970ff8ac27e3.png

2、代码：

main.c #include “stm32f10x.h” #include “FreeRTOS.h” #include “task.h” #include “freertos_demo.h” #include “Delay.h” #include “sys.h” #include “usart.h” #include “LED.h” #include “Key.h” int main(void) { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组 4 uart_init(115200); delay_init(); Key_Init(); LED_Init(); // 创建任务 FrrrRTOS_Demo(); } freertos_demo.c #include “FreeRTOS.h” #include “task.h” #include “queue.h” #include “LED.h” #include “Key.h” #include “usart.h” #include “delay.h” /**************任务配置/ //任务优先级 #define START_TASK_PRIO 1 //任务堆栈大小 #define START_TASK_STACK_SIZE 128 //任务句柄 TaskHandle_t StartTask_Handler; //任务函数 void start_task(void *pvParameters); //任务优先级 #define TASK1_PRIO 2 //任务堆栈大小 #define TASK1_STACK_SIZE 128 //任务句柄 TaskHandle_t Task1_Handler; //任务函数 void task1(void *pvParameters); //任务优先级 #define TASK2_PRIO 3 //任务堆栈大小 #define TASK2_STACK_SIZE 128 //任务句柄 TaskHandle_t Task2_Handler; //任务函数 void task2(void *pvParameters); //任务优先级 #define TASK3_PRIO 4 //任务堆栈大小 #define TASK3_STACK_SIZE 128 //任务句柄 TaskHandle_t Task3_Handler; //任务函数 void task3(void *pvParameters); char task_buffer[500]; //用于存储系统中任务信息表格 /****任务函数/ QueueHandle_t key_queue; //小数据句柄 QueueHandle_t big_data_queue; //大数据 句柄 char buff[100] = {“苍天已死，黄天当立；岁在甲子，天下大吉”}; void FrrrRTOS_Demo(void) { key_queue = xQueueCreate(2, sizeof(uint8_t)); if(key_queue != NULL) { printf("\r\nkey_queue队列创建成功！！!\r\n"); }else{ printf(“key_queue队列创建失败！！!\r\n”); } big_data_queue = xQueueCreate(1, sizeof(char )); if(big_data_queue != NULL) { printf(“big_data_queue队列创建成功！！!\r\n”); }else{ printf(“big_data_queue队列创建失败！！!\r\n”); } //创建开始任务 xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, //任务函数 ( char )“start_task”, //任务名称 (uint16_t )START_TASK_STACK_SIZE, //任务堆栈大小 (void )NULL, //传递给任务函数的参数 (UBaseType_t )START_TASK_PRIO, //任务优先级 (TaskHandle_t )&StartTask_Handler); //任务句柄 // 启动任务调度 vTaskStartScheduler(); } void start_task(void pvParameters) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 //创建1任务 xTaskCreate((TaskFunction_t )task1, (const char )“task1”, (uint16_t )TASK1_STACK_SIZE, (void )NULL, (UBaseType_t )TASK1_PRIO, (TaskHandle_t )&Task1_Handler); //创建2任务 xTaskCreate((TaskFunction_t )task2, (const char )“task2”, (uint16_t )TASK2_STACK_SIZE, (void )NULL, (UBaseType_t )TASK2_PRIO, (TaskHandle_t )&Task2_Handler); //创建3任务 xTaskCreate((TaskFunction_t )task3, (const char )“task3”, (uint16_t )TASK3_STACK_SIZE, (void )NULL, (UBaseType_t )TASK3_PRIO, (TaskHandle_t )&Task3_Handler); vTaskDelete(NULL); //删除开始任务 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } //1 任务函数 void task1(void *pvParameters) { uint8_t key = 0; BaseType_t err; char *buf; buf = &buff[0]; while(1) { key = Key_GetNum(); if(key == 1 || key == 2) { err = xQueueSend( key_queue, &key, portMAX_DELAY ); if(err != pdTRUE) { printf(“key_queue队列发送失败\r\n”); } }else if(key == 3) { err = xQueueSend( big_data_queue, &buf, portMAX_DELAY ); if(err != pdTRUE) { printf(“key_queue队列发送失败\r\n”); } } vTaskDelay(50); } } // 任务2 小数据出队函数 void task2(void pvParameters) { uint8_t key = 0; BaseType_t err = 0; // 任务主循环 while (1) { err = xQueueReceive( key_queue,&key,portMAX_DELAY ); if(err != pdTRUE) { printf(“key_queue队列读取失败\r\n”); }else{printf(“key = %d\r\n”,key);}; } } //不调用系统延时函数，因为xQueueReceive（）函数如果读取完队列里面的数据，就会由就绪态转变为阻塞态； // 任务3 大数据出队函数 void task3(void pvParameters) { char * buf; BaseType_t err = 0; // 任务主循环 while (1) { err = xQueueReceive( big_data_queue, &buf, portMAX_DELAY); if(err != pdTRUE) { printf(“big_data_queue队列读取失败\r\n”); }else{printf(“key = %s\r\n”,buf);}; } } key.c #include “stm32f10x.h” // Device header #include “FreeRTOS.h” #include “task.h” #include “usart.h” #include “Delay.h” /

  • 函 数：按键初始化
  • 参 数：无
  • 返 回 值：无
  • 按键：PB4/PB12/PB14 / void Key_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /开启时钟/ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟 /GPIO初始化/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_14; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); } /*
  • 函 数：按键获取键码
  • 参 数：无
  • 返 回 值：按下按键的键码值，范围：0~3，返回0代表没有按键按下
  • 注意事项：此函数是阻塞式操作，当按键按住不放时，函数会卡住，直到按键松手 */ uint8_t Key_GetNum(void) { uint8_t KeyNum = 0; //定义变量，默认键码值为0 if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) == 0) //读PB4输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键1按下 { KeyNum= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4); printf(“KeyNum = %d\r\n”,KeyNum); delay_xms(20); //延时消抖 while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) == 0); //等待按键松手 delay_xms(20); //延时消抖 KeyNum = 1; //置键码为1 } if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12) == 0) { KeyNum= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12); printf(“KeyNum = %d\r\n”,KeyNum); delay_xms(20); while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12) == 0); delay_xms(20); KeyNum = 2; } if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0) { KeyNum= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14); printf(“KeyNum = %d\r\n”,KeyNum); delay_xms(20); while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0); delay_xms(20); KeyNum = 3; } return KeyNum; //返回键码值，如果没有按键按下，所有if都不成立，则键码为默认值0 }

3、实验结果解析

开始运行：

https://i-blog.csdnimg.cn/direct/9528f420daf443e9adc4daa50b4e3cc9.png

按下按键1（PB4）：

按下按键1，就会往队列key_queue里面写入key值（1），然后任务切换到task2将队列key_queue里面的数据读取出来；； https://i-blog.csdnimg.cn/direct/8027dccbf1c34bf7931f35b25f174945.png

按下按键2（PB12）：

按下按键2，就会往队列key_queue里面写入key值（2），然后任务切换到task2将队列key_queue里面的数据读取出来； https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d6e2e13f080c442eb05e1c61915af2ed.png

按下按键3（PB14） ：

按下按键2，就会往队列big_data_queue里面写入key值（3），然后任务切换到task3将队列big_data_queue里面的数据读取出来； https://i-blog.csdnimg.cn/direct/5864d74301f940e0a41530877d50cfa7.png

三、重点

使用队列相关函数时需要将下面宏置1（默认是1）：

#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1 队列创建函数： xQueueCreate( uxQueueLength, uxItemSize ) ； //uxQueueLength：队列长度；uxItemSize 队列参数的大小 队列写入消息函数： xQueueSend( xQueue, pvItemToQueue, xTicksToWait )； //xQueue：待写入的队列；pvItemToQueue：待写入的消息；xTicksToWait：阻塞超时时间 队列读取消息函数： xQueueReceive( QueueHandle_t xQueue,void * const pvBuffer,TickType_t xTicksToWait ) ； //xQueue：待读取的队列；pvBuffer：信息读取缓冲区；xTicksToWait：阻塞超时时间 问题：任务2（task2）和任务3（task3）没有系统延时函数（xTaskDelay（）），按优先级来说应该一直执行任务3（task3），复位后却先执行了任务1（task1）？ 答：因为xQueueReceive（）和xQueueSend（）函数，如果读取完或写入完队列里面的数据，自动会使任务由就绪态转变为阻塞态，知道队列里面有数据可以写入或者读出；

更新于 2025-03-10
 嵌入式硬件, 单片机, Stm
返回 | 主页