【FreeRTOS】消息队列——简介、常用API函数、注意事项、项目实现

在嵌入式系统开发中,任务间的通信是非常常见的需求。FreeRTOS提供了多种任务间通信的机制,其中之一就是消息队列。消息队列是一种非常灵活和高效的方式,用于在不同的任务之间传递数据。通过消息队列,任务可以异步地发送和接收消息,从而实现任务间的数据交换和协作。

在本篇博文中,我们将深入探讨FreeRTOS中消息队列的使用,包括如何创建和初始化消息队列,以及如何在任务中发送和接收消息。我们还将讨论消息队列的特性和限制,并提供一些实际的示例代码,以帮助读者更好地理解消息队列的工作原理和用法。通过本篇博文,读者将能够掌握在FreeRTOS中有效地利用消息队列进行任务间通信的技巧和方法。


文章目录

    • 1.消息队列简介
      • 1.1 特性
      • 1.2 消息队列数据存储
      • 1.3 出队阻塞
      • 1.4 入队阻塞
      • 1.5 消息队列操作示图
      • 1.6 消息队列控制块
    • 2.常用消息队列API函数
      • 2.1 消息队列创建函数 `xQueueCreate()`
      • 2.2 消息队列静态创建函数 `xQueueCreateStatic()`
      • 2.3 消息队列删除函数 `vQueueDelete()`
      • 2.4 向消息队列发送消息函数
        • 2.4.1 `xQueueSend()`与`xQueueSendToBack()`
        • 2.4.2 `xQueueSendFromISR()`与 `xQueueSendToBackFromISR()`
        • 2.4.3 `xQueueSendToFront()`
        • 2.4.4 `xQueueSendToFrontFromISR()`
        • 2.4.5 `xQueueGenericSend()`
        • 2.4.6 `xQueueGenericSendFromISR()`
      • 2.5 从消息队列读取消息函数
        • 2.5.1 `xQueueReceive()`与`xQueuePeek()`
        • 2.5.2 `xQueueReceiveFromISR()`与 `xQueuePeekFromISR()`
    • 3.消息队列使用注意事项
    • 4.示例项目
      • stm32示例代码:
      • 项目解释:


1.消息队列简介

队列又称消息队列,是一种常用于任务间通信数据结构,队列可以在任务与任务间中断和任务间传递信息,实现了任务接收来自其他任务或中断的不固定长度的消息。


1.1 特性

FreeRTOS 中使用队列数据结构实现任务异步通信工作,具有如下特性

  • 消息支持先进先出方式排队,支持异步读写工作方式。
  • 读写队列均支持超时机制。
  • 消息支持后进先出方式排队,往队首发送消息(LIFO)。
  • 可以允许不同长度(不超过队列节点最大值)的任意类型消息。
  • 一个任务能够从任意一个消息队列接收和发送消息。
  • 多个任务能够从同一个消息队列接收和发送消息。
  • 当队列使用结束后,可以通过删除队列函数进行删除。

1.2 消息队列数据存储

通常队列采用先进先出(FIFO)的存储缓冲机制,也可以使用 LIFO 的存储缓冲,也就是后进先出

数据发送到队列中会导致数据拷贝,也就是将要发送的数据拷贝到队列中,这就意味着在队列中存储的是数据的原始值,而不是原数据的引用(即只传递数据的指针),这个也叫做值传递。


1.3 出队阻塞

当任务尝试从一个队列中读取消息的时候可以指定一个阻塞时间,这个阻塞时间就是当任务从队列中读取消息无效的时候任务阻塞的时间。


1.4 入队阻塞

入队说的是向队列中发送消息,将消息加入到队列中。和出队阻塞一样,当一个任务向队列发送消息的话也可以设置阻塞时间。


1.5 消息队列操作示图

(1)创建队列

在这里插入图片描述

(2)向队列发送第一个消息

在这里插入图片描述

(3)向队列发送第二个消息
在这里插入图片描述

(4)从队列中读取消息

在这里插入图片描述


1.6 消息队列控制块

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.常用消息队列API函数

2.1 消息队列创建函数 xQueueCreate()

在这里插入图片描述


2.2 消息队列静态创建函数 xQueueCreateStatic()

在这里插入图片描述


2.3 消息队列删除函数 vQueueDelete()

  • 原型void vQueueDelete(QueueHandle_t xQueue)
  • 功能:删除一个队列,释放相关资源
  • 参数:xQueue为要删除的队列句柄
  • 返回值:无

2.4 向消息队列发送消息函数

2.4.1 xQueueSend()xQueueSendToBack()

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.4.2 xQueueSendFromISR()xQueueSendToBackFromISR()

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.4.3 xQueueSendToFront()

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.4.4 xQueueSendToFrontFromISR()

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.4.5 xQueueGenericSend()
  • 原型
BaseType_t xQueueGenericSend(QueueHandle_t xQueue, const void * pvItemToQueue, TickType_t xTicksToWait, BaseType_t xCopyPosition)
  • 功能:向队列发送数据

  • 参数

    • xQueue:要发送数据的队列句柄
    • pvItemToQueue:指向要发送的数据的指针
    • xTicksToWait:发送数据时的超时时间
    • xCopyPosition:指定数据拷贝的位置
  • 返回值
    如果数据成功发送到队列,则返回pdPASS;如果队列已满且超时,则返回errQUEUE_FULL;其他错误情况返回errQUEUE_FULL


2.4.6 xQueueGenericSendFromISR()
  • 原型
BaseType_t xQueueGenericSendFromISR(QueueHandle_t xQueue, const void * pvItemToQueue, BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken, BaseType_t xCopyPosition)
  • 功能:从ISR中向队列发送数据

  • 参数

    • xQueue:要发送数据的队列句柄
    • pvItemToQueue:指向要发送的数据的指针
    • pxHigherPriorityTaskWoken:指向一个变量的指针,用于指示是否有更高优先级的任务需要立即执行
    • xCopyPosition:指定数据拷贝的位置
  • 返回值:如果数据成功发送到队列,则返回pdPASS;如果队列已满,则返回errQUEUE_FULL;其他错误情况返回errQUEUE_FULL


2.5 从消息队列读取消息函数

2.5.1 xQueueReceive()xQueuePeek()

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


2.5.2 xQueueReceiveFromISR()xQueuePeekFromISR()

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


3.消息队列使用注意事项

  1. 使用 xQueueSend()xQueueSendFromISR()xQueueReceive()等这些函数之前应先创建需消息队列,并根据队列句柄进行操作。
  2. 队列读取采用的是先进先出 (FIFO) 模式,会先读取先存储在队列中的数据。当然也 FreeRTOS 也支持后进先出(LIFO) 模式,那么读取的时候就会读取到后进队列的数据。
  3. 在获取队列中的消息时候,我们必须要定义一个存储读取数据的地方,并且该数据区域大小不小于消息大小,否则,很可能引发地址非法的错误。
  4. 无论是发送或者是接收消息都是以拷贝的方式进行,如果消息过于庞大,可以将消息的地址作为消息进行发送、接收。
  5. 队列是具有自己独立权限的内核对象,并不属于任何任务。所有任务都可以向同一队列写入和读出。一个队列由多任务或中断写入是经常的事,但由多个任务读出倒是用的比较少。

4.示例项目

stm32示例代码:

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "stm32f4xx.h"#define QUEUE_LENGTH 5
#define ITEM_SIZE sizeof(int)QueueHandle_t xQueue;void vSenderTask(void *pvParameters) {int xData = 100;while (1) {xQueueSend(xQueue, &xData, portMAX_DELAY);vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));}
}void vReceiverTask(void *pvParameters) {int xReceivedData;while (1) {xQueueReceive(xQueue, &xReceivedData, portMAX_DELAY);// 处理接收到的数据}
}int main() {xQueue = xQueueCreate(QUEUE_LENGTH, ITEM_SIZE);xTaskCreate(vSenderTask, "Sender", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);xTaskCreate(vReceiverTask, "Receiver", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, NULL);vTaskStartScheduler();while (1) {// 该处不会被执行}
}

项目解释:

在这个示例中,我们首先创建了一个队列xQueue,其长度为5,每个项目的大小为一个int。然后我们创建了两个任务:vSenderTaskvReceiverTaskvSenderTask任务向队列发送数据,而vReceiverTask任务从队列接收数据。

vSenderTask任务中,我们使用xQueueSend()函数向队列发送数据。在vReceiverTask任务中,我们使用xQueueReceive()函数从队列接收数据,并可以在任务中处理接收到的数据。这两个任务都有一个无限循环,因此它们将一直运行。

main函数中,我们创建了两个任务,并启动了FreeRTOS调度器。一旦调度器启动,任务将开始执行其功能。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/199085.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

西安安泰Aigtek——ATA-8152射频功率放大器

ATA-8152射频功率放大器简介 ATA-8152是一款射频功率放大器。其P1dB输出功率100W,饱和输出功率200W。增益数控可调,一键保存设置,提供了方便简洁的操作选择,可与主流的信号发生器配套使用,实现射频信号的放大。宽范围供…

Java-内部类

目录 概述 类的五大成员 定义 使用场景 访问特点 分类 成员内部类 如何书写 如何创建对象 变量重名时,内部类访问变量的内存图 静态内部类 局部内部类 匿名内部类 概述 类的五大成员 属性、方法、构造方法、代码块、内部类 定义 在一个类里面再定义…

LeetCode-478. 在圆内随机生成点【几何 数学 拒绝采样 随机化】

LeetCode-478. 在圆内随机生成点【几何 数学 拒绝采样 随机化】 题目描述:解题思路一:一个最简单的方法就是在一个正方形内生成随机采样的点,然后拒绝不在内切圆中的采样点。解题思路二:具体思想是先生成一个0到r的随机数len&…

软件测试要学习的基础知识——黑盒测试

黑盒测试概述 黑盒测试也叫功能测试,通过测试来检测每个功能是否都能正常使用。在测试中,把程序看作是一个不能打开的黑盒子,在完全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下,对程序接口进行测试,只检查程序功能是否按照…

Mac电脑如何安装git

一、简介 在Mac上安装Git之前,可以先使用git --version来查看一下是否安装了Git,因为Mac系统可能自带了Git,或者在你安装XCode(或者XCode的命令行工具)时,可能已经安装了 Git。 如果Mac还没有安装Git的话&…

一篇吃透大厂面试题,2024找工作一帆风顺。

🏆作者简介,普修罗双战士,一直追求不断学习和成长,在技术的道路上持续探索和实践。 🏆多年互联网行业从业经验,历任核心研发工程师,项目技术负责人。 🎉欢迎 👍点赞✍评论…

二叉树链式结构

1.前置说明 我们手动构建一棵二叉树: 注意:上述代码并不是创建二叉树的方式 从概念中可以看出,二叉树定义是递归式的,因此后序基本操作中基本都是按照该概念实现的 2.二叉树的遍历 2.1前序、中序以及后序遍历 学习二叉树结构&a…

库函数qsort的使用及利用冒泡排序模拟实现qsort

文章目录 🚀前言🚀void*类型指针🚀库函数qsort的使用🚀利用冒泡排序实现库函数qsort() 🚀前言 今天阿辉将为大家介绍库函数qsort的使用,还包括利用冒泡排序模拟实现qsort以及void*类型的指针,关…

数据结构与算法之美学习笔记:31 | 深度和广度优先搜索:如何找出社交网络中的三度好友关系?

目录 前言什么是“搜索”算法?广度优先搜索(BFS)深度优先搜索(DFS)解答开篇内容小结 前言 本节课程思维导图: 社交网络中,有一个六度分割理论,具体是说,你与世界上的另一…

Web安全-初识SQL注入(一)

1、初识SQL注入 1.1、什么是注入? 将不受信任的数据作为命令或查询的一部分发送到解析器时,会产生诸如SQL注入、NoSQL注入、OS 注入和LDAP注入的注入缺陷。攻击者的恶意数据可以诱使解析器在没有适当授权的情况下执行非预期命令或访问数据。 注入能导…

mysql有哪些锁,理解各种表锁和行锁

全局锁 主要用于数据库的备份,但会使得备份期间不能有任何事务插入删除更新数据,这很影响实际业务。所以通常不用这个全局锁来完成数据库的备份。假设数据库的存储引擎支持可重复读,那么常见的方法是通过MVCC来实现的,也就是备份…

解决ant-design-vue中Select组件v-model值为空字符串不显示placeholder的bug

方法一: 1.找到node_modules/ant-design-vue/es/vc-select/SingleSelector.js文件 搜索renderPlacehoder方法 将其修改为 const renderPlacehoder () > {const list props.values.filter(val > val.value ! );if (list[0]) {return null}... }2.在此文件中…

ROS2教程05 ROS2服务

ROS2服务 版权信息 Copyright 2023 Herman YeAuromix. All rights reserved.This course and all of its associated content, including but not limited to text, images, videos, and any other materials, are protected by copyright law. The author holds all right…

Dockerfile脚本编写流程及示例

学习dockerfile指令 Dockerfile 指令 说明 FROM 指定基础镜像 MAINTAINER 声明镜像的维护者 LABEL 添加元数据标签 RUN 在容器中执行命令 CMD 容器启动后默认执行的命令 EXPOSE 暴露容器的端口 ENV 设置环境变量 ADD 将文件、目录或远程文件添加到容器中 COP…

Maxwell学习笔记

1 概述 Maxwell 是由美国 Zendesk 开源,用 Java 编写的 MySQL 实时抓取软件。 实时读取MySQL 二进制日志 Binlog,并生成 JSON 格式的消息,作为生产者发送给 Kafka,Kinesis、RabbitMQ、Redis、Google Cloud Pub/Sub、文件或其它平台…

InnoDB的锁

自增锁 自增锁是一种特殊的表级别锁(table-level lock),专门针对事务插入 AUTO_INCREMENT 类型的列。最简单的情况,如果一个事务正在往表中插入记录,所有其他事务的插入必须等待,以便第一个事务插入的行&a…

arcgis投影栅格不可用

1、使用【投影栅格】工具进行栅格数据投影转换时报错。 解决方法:如果使用的是arcgis10.5及以下的版本,则需要更换更高的版本,因为这个是软件问题,需要更换到arcgis10.6及以上版本,更高级别的版本已经修复了这个问题。…

优酷新国风动漫《师兄啊师兄 第二季》强势定档 看李长寿稳健归来!

看新国风,上优酷动漫!由优酷出品,玄机科技制作,改编自阅文集团旗下起点读书小说《我师兄实在太稳健了》(作者:言归正传)的修仙喜剧动画《师兄啊师兄》第二季《海神扬名篇》今日正式官宣定档&…

HCIP —— 重发布

目录 路由重发布背景: 路由重发布的作用: ​编辑 部署条件: 1.必须存在ASBR设备 2.需要关注种子度量值 重发布的规则 重发布的名词 重发布的方向性问题(单向/双向) 重发布的ASBR数量问题 单点---只存在一个AS…

陀螺仪防抖术语

陀螺仪防抖术语 fov 视场角 drift 零偏   MotionFusion即运动传感器的融合补偿,对陀螺仪、加速度计等运动测量器件的数据 进行预处理,通过标定和补偿,为防抖提供校准后的陀螺仪数据 ratio 系数 gyro 陀螺仪 calibration 校准 标定 DIS&…