11、FreeRTOS 队列、队列集,邮箱的使用

文章目录

  • 一、队列的特性
    • 1.1 队列常规操作
    • 1.2 传输数据的两种方法
    • 1.3 队列的阻塞访问
  • 二 队列函数
    • 2.1创建
    • 2.2 复位
    • 2.3 删除
    • 2.4 写队列
    • 2.5 读队列
    • 2.6 查询
    • 2.7 覆盖/偷看
  • 三、示例
    • 3.1示例 队列的基本使用
    • 3.2 示例: 分辨数据源
    • 3.3 示例: 传输大块数据
    • 3.4 : 邮箱(Mailbox)
  • 四、队列集

一、队列的特性

1.1 队列常规操作

队列的简化操如入下图所示,从此图可知:

  • 队列可以包含若干个数据:队列中有若干项,这被称为"长度"(length)
  • 每个数据大小固定
  • 创建队列时就要指定长度、数据大小
  • 数据的操作采用先进先出的方法(FIFO,First In First Out):写数据时放到尾部,读数据时从头部
  • 也可以强制写队列头部:覆盖头部数据

在这里插入图片描述

更详细的操作入下图所示:

在这里插入图片描述

1.2 传输数据的两种方法

使用队列传输数据时有两种方法:

  • 拷贝:把数据、把变量的值复制进队列里
  • 引用:把数据、把变量的地址复制进队列里

reeRTOS使用拷贝值的方法,这更简单:

  • 局部变量的值可以发送到队列中,后续即使函数退出、局部变量被回收,也不会影响队列中的数据
  • 无需分配buffer来保存数据,队列中有buffer
  • 局部变量可以马上再次使用
  • 发送任务、接收任务解耦:接收任务不需要知道这数据是谁的、也不需要发送任务来释放数据
  • 如果数据实在太大,你还是可以使用队列传输它的地址
  • 队列的空间有FreeRTOS内核分配,无需任务操心
  • 对于有内存保护功能的系统,如果队列使用引用方法,也就是使用地址,必须确保双方任务对这个
    地址都有访问权限。使用拷贝方法时,则无此限制:内核有足够的权限,把数据复制进队列、再把
    数据复制出队列。

1.3 队列的阻塞访问

只要知道队列的句柄,谁都可以读、写该队列。任务、ISR都可读、写队列。可以多个任务读写队列。
任务读写队列时,简单地说:如果读写不成功,则阻塞;可以指定超时时间。口语化地说,就是可以定
个闹钟:如果能读写了就马上进入就绪态,否则就阻塞直到超时。

某个任务读队列时,如果队列没有数据,则该任务可以进入阻塞状态:还可以指定阻塞的时间。如果队
列有数据了,则该阻塞的任务会变为就绪态。如果一直都没有数据,则时间到之后它也会进入就绪态。

既然读取队列的任务个数没有限制,那么当多个任务读取空队列时,这些任务都会进入阻塞状态:有多
个任务在等待同一个队列的数据。当队列中有数据时,哪个任务会进入就绪态?

  • 优先级最高的任务
  • 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

跟读队列类似,一个任务要写队列时,如果队列满了,该任务也可以进入阻塞状态:还可以指定阻塞的
时间。如果队列有空间了,则该阻塞的任务会变为就绪态。如果一直都没有空间,则时间到之后它也会
进入就绪态。

既然写队列的任务个数没有限制,那么当多个任务写"满队列"时,这些任务都会进入阻塞状态:有多个
任务在等待同一个队列的空间。当队列中有空间时,哪个任务会进入就绪态

  • 优先级最高的任务
  • 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

二 队列函数

使用队列的流程:创建队列、写队列、读队列、删除队列。

2.1创建

队列的创建有两种方法:动态分配内存、静态分配内存,

前提 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 置于1

  • 动态分配内存:xQueueCreate,队列的内存在函数内部动态分配

函数原型如下:

QueueHandle_t xQueueCreate( UBaseType_t uxQueueLength, UBaseType_t uxItemSize );
参数说明
uxQueueLength队列长度,最多能存放多少个数据(item)
uxItemSize每个数据(item)的大小:以字节为单位
返回值非0:成功,返回句柄,以后使用句柄来操作队列
NULL:失败,因为内存不足
  • 静态分配内存:xQueueCreateStatic,队列的内存要事先分配好

前提:configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 置于1

函数原型如下:

QueueHandle_t xQueueCreateStatic(UBaseType_t uxQueueLength,UBaseType_t uxItemSize,uint8_t *pucQueueStorageBuffer,StaticQueue_t *pxQueueBuffer
);
参数说明
uxQueueLength队列长度,最多能存放多少个数据(item)
uxItemSize每个数据(item)的大小:以字节为单位
pucQueueStorageBuffer如果uxItemSize非0,pucQueueStorageBuffer必须指向一个
uint8_t数组,
此数组大小至少为"uxQueueLength * uxItemSize"
pxQueueBuffer必须执行一个StaticQueue_t结构体,用来保存队列的数据结构
返回值非0:成功,返回句柄,以后使用句柄来操作队列
NULL:失败,因为pxQueueBuffer为NULL

示例代码

// 示例代码
#define QUEUE_LENGTH 10
#define ITEM_SIZE sizeof( uint32_t )// xQueueBuffer用来保存队列结构体
StaticQueue_t xQueueBuffer;// ucQueueStorage 用来保存队列的数据
// 大小为:队列长度 * 数据大小uint8_t ucQueueStorage[ QUEUE_LENGTH * ITEM_SIZE ];void vATask( void *pvParameters )
{
QueueHandle_t xQueue1;
// 创建队列: 可以容纳QUEUE_LENGTH个数据,每个数据大小是ITEM_SIZE
xQueue1 = xQueueCreateStatic( QUEUE_LENGTH,ITEM_SIZE,ucQueueStorage,&xQueueBuffer );
}

2.2 复位

队列刚被创建时,里面没有数据;使用过程中可以调用xQueueReset() 把队列恢复为初始状态,此函
数原型为:

/* pxQueue : 复位哪个队列;
* 返回值: pdPASS(必定成功)
*/
BaseType_t xQueueReset( QueueHandle_t pxQueue);

2.3 删除

删除队列的函数为vQueueDelete() ,只能删除使用动态方法创建的队列,它会释放内存。原型如下:

void vQueueDelete( QueueHandle_t xQueue );

2.4 写队列

可以把数据写到队列头部,也可以写到尾部,这些函数有两个版本:在任务中使用、在ISR中使用。函
数原型如下:

/* 等同于xQueueSendToBack
* 往队列尾部写入数据,如果没有空间,阻塞时间为xTicksToWait
*/
BaseType_t xQueueSend(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,TickType_t xTicksToWait
);
/*
* 往队列尾部写入数据,如果没有空间,阻塞时间为xTicksToWait
*/
BaseType_t xQueueSendToBack(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,TickType_t xTicksToWait
);
/*
* 往队列尾部写入数据,此函数可以在中断函数中使用,不可阻塞
*/
BaseType_t xQueueSendToBackFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
);
/*
* 往队列头部写入数据,如果没有空间,阻塞时间为xTicksToWait
*/
BaseType_t xQueueSendToFront(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,
TickType_t xTicksToWait
);
/*
* 往队列头部写入数据,此函数可以在中断函数中使用,不可阻塞
*/
BaseType_t xQueueSendToFrontFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void *pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
);

这些函数用到的参数是类似的,统一说明如下:

参数说明
xQueue队列句柄,要写哪个队列
pvItemToQueue数据指针,这个数据的值会被复制进队列,
复制多大的数据?在创建队列时已经指定了数据大小
xTicksToWait如果队列满则无法写入新数据,可以让任务进入阻塞状态,
xTicksToWait表示阻塞的最大时间(Tick Count)。
如果被设为0,无法写入数据时函数会立刻返回;
如果被设为portMAX_DELAY,则会一直阻塞直到有空间可写
返回值pdPASS:数据成功写入了队列
errQUEUE_FULL:写入失败,因为队列满了。

2.5 读队列

使用xQueueReceive() 函数读队列,读到一个数据后,队列中该数据会被移除。这个函数有两个版
本:在任务中使用、在ISR中使用。函数原型如下:

BaseType_t xQueueReceive( QueueHandle_t xQueue,void * const pvBuffer,TickType_t xTicksToWait );
BaseType_t xQueueReceiveFromISR(QueueHandle_t xQueue,void *pvBuffer,BaseType_t *pxTaskWoken
);

参数说明如下:

参数说明
xQueue队列句柄,要读哪个队列
pvBufferbufer指针,队列的数据会被复制到这个buffer
复制多大的数据?在创建队列时已经指定了数据大小
xTicksToWait果队列空则无法读出数据,可以让任务进入阻塞状态,
xTicksToWait表示阻塞的最大时间(Tick Count)。
如果被设为0,无法读出数据时函数会立刻返回;
如果被设为portMAX_DELAY,则会一直阻塞直到有数据可写
返回值pdPASS:从队列读出数据入
errQUEUE_EMPTY:读取失败,因为队列空了。

2.6 查询

可以查询队列中有多少个数据、有多少空余空间。函数原型如下:

/*
* 返回队列中可用数据的个数
*/
UBaseType_t uxQueueMessagesWaiting( const QueueHandle_t xQueue );
/*
* 返回队列中可用空间的个数
*/
UBaseType_t uxQueueSpacesAvailable( const QueueHandle_t xQueue );

2.7 覆盖/偷看

当队列长度为1时,可以使用xQueueOverwrite() 或xQueueOverwriteFromISR() 来覆盖数据。
注意,队列长度必须为1。当队列满时,这些函数会覆盖里面的数据,这也以为着这些函数不会被阻
塞。
函数原型如下:

/* 覆盖队列
* xQueue: 写哪个队列
* pvItemToQueue: 数据地址
* 返回值: pdTRUE表示成功, pdFALSE表示失败
*/
BaseType_t xQueueOverwrite(QueueHandle_t xQueue,const void * pvItemToQueue
);
BaseType_t xQueueOverwriteFromISR(QueueHandle_t xQueue,const void * pvItemToQueue,BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken
);

如果想让队列中的数据供多方读取,也就是说读取时不要移除数据,要留给后来人。那么可以使用"窥
视",也就是xQueuePeek() 或xQueuePeekFromISR() 。这些函数会从队列中复制出数据,但是不移除
数据。这也意味着,如果队列中没有数据,那么"偷看"时会导致阻塞;一旦队列中有数据,以后每次"偷
看"都会成功。
函数原型如下:

/* 偷看队列
* xQueue: 偷看哪个队列
* pvItemToQueue: 数据地址, 用来保存复制出来的数据
* xTicksToWait: 没有数据的话阻塞一会
* 返回值: pdTRUE表示成功, pdFALSE表示失败
*/
BaseType_t xQueuePeek(QueueHandle_t xQueue,void * const pvBuffer,TickType_t xTicksToWait
);
BaseType_t xQueuePeekFromISR(QueueHandle_t xQueue,void *pvBuffer,
);

三、示例

3.1示例 队列的基本使用

本程序会创建一个队列,然后创建2个发送任务、1个接收任务:
发送任务优先级为1,分别往队列中写入100200
接收任务优先级为2,读队列、打印数值

main函数中创建的队列、创建了发送任务、接收任务,代码如下:

/* 队列句柄, 创建队列时会设置这个变量 */
QueueHandle_t xQueue;
int main( void )
{prvSetupHardware();/* 创建队列: 长度为5,数据大小为4字节(存放一个整数) */xQueue = xQueueCreate( 5, sizeof( int32_t ) );if( xQueue != NULL ){/* 创建2个任务用于写队列, 传入的参数分别是100、200* 任务函数会连续执行,向队列发送数值100、200* 优先级为1*/xTaskCreate( vSenderTask, "Sender1", 1000, ( void * ) 100, 1, NULL );xTaskCreate( vSenderTask, "Sender2", 1000, ( void * ) 200, 1, NULL );/* 创建1个任务用于读队列* 优先级为2, 高于上面的两个任务* 这意味着队列一有数据就会被读走*/xTaskCreate( vReceiverTask, "Receiver", 1000, NULL, 2, NULL );/* 启动调度器 */vTaskStartScheduler();}else{/* 无法创建队列 */}/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */return 0;
}

发送任务的函数中,不断往队列中写入数值,代码如下:

static void vSenderTask( void *pvParameters )
{
int32_t lValueToSend;
BaseType_t xStatus;
/* 我们会使用这个函数创建2个任务
* 这些任务的pvParameters不一样
*/
lValueToSend = ( int32_t ) pvParameters;
/* 无限循环 */for( ;; ){/* 写队列* xQueue: 写哪个队列* &lValueToSend: 写什么数据? 传入数据的地址, 会从这个地址把数据复制进队列* 0: 不阻塞, 如果队列满的话, 写入失败, 立刻返回*/xStatus = xQueueSendToBack( xQueue, &lValueToSend, 0 );if( xStatus != pdPASS ){printf( "Could not send to the queue.\r\n" );}}
}

接收任务的函数中,读取队列、判断返回值、打印,代码如下:

static void vReceiverTask( void *pvParameters )
{
/* 读取队列时, 用这个变量来存放数据 */
int32_t lReceivedValue;
BaseType_t xStatus;
const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
/* 无限循环 */for( ;; ){/* 读队列* xQueue: 读哪个队列* &lReceivedValue: 读到的数据复制到这个地址* xTicksToWait: 如果队列为空, 阻塞一会*/xStatus = xQueueReceive( xQueue, &lReceivedValue, xTicksToWait );if( xStatus == pdPASS ){/* 读到了数据 */printf( "Received = %d\r\n", lReceivedValue );}else{/* 没读到数据 */printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );}}
}

程序运行结果如下:

在这里插入图片描述

任务调度情况如下图所示:

在这里插入图片描述

3.2 示例: 分辨数据源

当有多个发送任务,通过同一个队列发出数据,接收任务如何分辨数据来源?数据本身带有"来源"信
息,比如写入队列的数据是一个结构体,结构体中的lDataSouceID用来表示数据来源:

typedef struct {
ID_t eDataID;
int32_t lDataValue;
}Data_t;

不同的发送任务,先构造好结构体,填入自己的eDataID ,再写队列;接收任务读出数据后,根据
eDataID 就可以知道数据来源了,如下图所示:

  • CAN任务发送的数据:eDataID=eMotorSpeed
  • HMI任务发送的数据:eDataID=eSpeedSetPoint

在这里插入图片描述

程序会创建一个队列,然后创建2个发送任务、1个接收任务:

  • 创建的队列,用来发送结构体:数据大小是结构体的大小
  • 发送任务优先级为2,分别往队列中写入自己的结构体,结构体中会标明数据来源
  • 接收任务优先级为1,读队列、根据数据来源打印信息

main函数中创建了队列、创建了发送任务、接收任务,代码如下:

/* 定义2种数据来源(ID) */
typedef enum
{eMotorSpeed,eSpeedSetPoint
} ID_t;/* 定义在队列中传输的数据的格式 */
typedef struct {ID_t eDataID;int32_t lDataValue;
}Data_t;/* 定义2个结构体 */
static const Data_t xStructsToSend[ 2 ] =
{{ eMotorSpeed,    10 }, /* CAN任务发送的数据 */{ eSpeedSetPoint, 5 }   /* HMI任务发送的数据 */
};/* vSenderTask被用来创建2个任务,用于写队列* vReceiverTask被用来创建1个任务,用于读队列*/
static void vSenderTask( void *pvParameters );
static void vReceiverTask( void *pvParameters );/*-----------------------------------------------------------*//* 队列句柄, 创建队列时会设置这个变量 */
QueueHandle_t xQueue;int main( void )
{prvSetupHardware();/* 创建队列: 长度为5,数据大小为4字节(存放一个整数) */xQueue = xQueueCreate( 5, sizeof( Data_t ) );if( xQueue != NULL ){/* 创建2个任务用于写队列, 传入的参数是不同的结构体地址* 任务函数会连续执行,向队列发送结构体* 优先级为2*/xTaskCreate( vSenderTask, "CAN Task", 1000, ( void * ) &( xStructsToSend[ 0 ] ), 2, NULL );xTaskCreate( vSenderTask, "HMI Task", 1000, ( void * ) &( xStructsToSend[ 1 ] ), 2, NULL );/* 创建1个任务用于读队列* 优先级为1, 低于上面的两个任务* 这意味着发送任务优先写队列,队列常常是满的状态*/xTaskCreate( vReceiverTask, "Receiver", 1000, NULL, 1, NULL );/* 启动调度器 */vTaskStartScheduler();}else{/* 无法创建队列 */}/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */return 0;
}

发送任务的函数中,不断往队列中写入数值,代码如下:

static void vSenderTask( void *pvParameters )
{BaseType_t xStatus;const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );/* 无限循环 */for( ;; ){/* 写队列* xQueue: 写哪个队列* pvParameters: 写什么数据? 传入数据的地址, 会从这个地址把数据复制进队列* xTicksToWait: 如果队列满的话, 阻塞一会*/xStatus = xQueueSendToBack( xQueue, pvParameters, xTicksToWait );if( xStatus != pdPASS ){printf( "Could not send to the queue.\r\n" );}}
}

接收任务的函数中,读取队列、判断返回值、打印,代码如下:

static void vReceiverTask( void *pvParameters )
{/* 读取队列时, 用这个变量来存放数据 */Data_t xReceivedStructure;BaseType_t xStatus;/* 无限循环 */for( ;; ){/* 读队列* xQueue: 读哪个队列* &xReceivedStructure: 读到的数据复制到这个地址* 0: 没有数据就即刻返回,不阻塞*/xStatus = xQueueReceive( xQueue, &xReceivedStructure, 0 );if( xStatus == pdPASS ){/* 读到了数据 */if( xReceivedStructure.eDataID == eMotorSpeed ){printf( "From CAN, MotorSpeed = %d\r\n", xReceivedStructure.lDataValue );}else if( xReceivedStructure.eDataID == eSpeedSetPoint ){printf( "From HMI, SpeedSetPoint = %d\r\n", xReceivedStructure.lDataValue );}}else{/* 没读到数据 */printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );}}
}

运行结果如下:

在这里插入图片描述

任务调度情况如下图所示:

  • t1:HMI是最后创建的最高优先级任务,它先执行,一下子向队列写入5个数据,把队列都写满了
  • t2:队列已经满了,HMI任务再发起第6次写操作时,进入阻塞状态。这时CAN任务是最高优先级
    的就绪态任务,它开始执行
  • t3:CAN任务发现队列已经满了,进入阻塞状态;接收任务变为最高优先级的就绪态任务,它开始
    运行
  • t4:现在,HMI任务、CAN任务的优先级都比接收任务高,它们都在等待队列有空闲的空间;一旦
    接收任务读出1个数据,会马上被抢占。被谁抢占?谁等待最久?HMI任务!所以在t4时刻,切换
    到HMI任务。
  • t5:HMI任务向队列写入第6个数据,然后再次阻塞,这是CAN任务已经阻塞很久了。接收任务变
    为最高优先级的就绪态任务,开始执行。
  • t6:现在,HMI任务、CAN任务的优先级都比接收任务高,它们都在等待队列有空闲的空间;一旦
    接收任务读出1个数据,会马上被抢占。被谁抢占?谁等待最久?CAN任务!所以在t6时刻,切换
    到CAN任务。
  • t7:CAN任务向队列写入数据,因为仅仅有一个空间供写入,所以它马上再次进入阻塞状态。这时
    HMI任务、CAN任务都在等待空闲空间,只有接收任务可以继续执行。
    在这里插入图片描述

3.3 示例: 传输大块数据

FreeRTOS的队列使用拷贝传输,也就是要传输uint32_t时,把4字节的数据拷贝进队列;要传输一个8
字节的结构体时,把8字节的数据拷贝进队列。

如果要传输1000字节的结构体呢?写队列时拷贝1000字节,读队列时再拷贝1000字节?不建议这么
做,影响效率!

这时候,我们要传输的是这个巨大结构体的地址:把它的地址写入队列,对方从队列得到这个地址,使
用地址去访问那1000字节的数据。

使用地址来间接传输数据时,这些数据放在RAM里,对于这块RAM,要保证这几点:

  • RAM的所有者、操作者,必须清晰明了
    这块内存,就被称为"共享内存"。要确保不能同时修改RAM。比如,在写队列之前只有由发送者修
    改这块RAM,在读队列之后只能由接收者访问这块RAM。

  • RAM要保持可用

    这块RAM应该是全局变量,或者是动态分配的内存。对于动然分配的内存,要确保它不能提前释
    放:要等到接收者用完后再释放。另外,不能是局部变量。

程序会创建一个队列,然后创建1个发送任务、1个接收任务:

  • 创建的队列:长度为1,用来传输"char *"指针
  • 发送任务优先级为1,在字符数组中写好数据后,把它的地址写入队列
  • 接收任务优先级为2,读队列得到"char *"值,把它打印出来

这个程序故意设置接收任务的优先级更高,在它访问数组的过程中,接收任务无法执行、无法写这个数
组。

main 函数中创建了队列、创建了发送任务、接收任务,代码如下

/* 定义一个字符数组 */
static char pcBuffer[100];/* vSenderTask被用来创建2个任务,用于写队列* vReceiverTask被用来创建1个任务,用于读队列*/
static void vSenderTask( void *pvParameters );
static void vReceiverTask( void *pvParameters );/*-----------------------------------------------------------*//* 队列句柄, 创建队列时会设置这个变量 */
QueueHandle_t xQueue;int main( void )
{prvSetupHardware();/* 创建队列: 长度为1,数据大小为4字节(存放一个char指针) */xQueue = xQueueCreate( 1, sizeof(char *) );if( xQueue != NULL ){/* 创建1个任务用于写队列* 任务函数会连续执行,构造buffer数据,把buffer地址写入队列* 优先级为1*/xTaskCreate( vSenderTask, "Sender", 1000, NULL, 1, NULL );/* 创建1个任务用于读队列* 优先级为2, 高于上面的两个任务* 这意味着读队列得到buffer地址后,本任务使用buffer时不会被打断*/xTaskCreate( vReceiverTask, "Receiver", 1000, NULL, 2, NULL );/* 启动调度器 */vTaskStartScheduler();}else{/* 无法创建队列 */}/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */return 0;
}

发送任务的函数中,现在全局大数组pcBuffer中构造数据,然后把它的地址写入队列,代码如下:

static void vSenderTask( void *pvParameters )
{BaseType_t xStatus;static int cnt = 0;char *buffer;/* 无限循环 */for( ;; ){sprintf(pcBuffer, "www.100ask.net Msg %d\r\n", cnt++);buffer = pcBuffer; // buffer变量等于数组的地址, 下面要把这个地址写入队列/* 写队列* xQueue: 写哪个队列* pvParameters: 写什么数据? 传入数据的地址, 会从这个地址把数据复制进队列* 0: 如果队列满的话, 即刻返回*/xStatus = xQueueSendToBack( xQueue, &buffer, 0 ); /* 只需要写入4字节, 无需写入整个buffer */if( xStatus != pdPASS ){printf( "Could not send to the queue.\r\n" );}}
}

接收任务的函数中,读取队列、得到buffer的地址、打印,代码如下:

static void vReceiverTask( void *pvParameters )
{/* 读取队列时, 用这个变量来存放数据 */char *buffer;const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );	BaseType_t xStatus;/* 无限循环 */for( ;; ){/* 读队列* xQueue: 读哪个队列* &xReceivedStructure: 读到的数据复制到这个地址* xTicksToWait: 没有数据就阻塞一会*/xStatus = xQueueReceive( xQueue, &buffer, xTicksToWait);if( xStatus == pdPASS ){/* 读到了数据 */printf("Get: %s", buffer);}else{/* 没读到数据 */printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );}}
}

运行结果如下图所示:

在这里插入图片描述

3.4 : 邮箱(Mailbox)

FreeRTOS的邮箱概念跟别的RTOS不一样,这里的邮箱称为"橱窗"也许更恰当:

  • 它是一个队列,队列长度只有1
  • 写邮箱:新数据覆盖旧数据,在任务中使用xQueueOverwrite() ,在中断中使用
    xQueueOverwriteFromISR()
    既然是覆盖,那么无论邮箱中是否有数据,这些函数总能成功写入数据。
  • 读邮箱:读数据时,数据不会被移除;在任务中使用xQueuePeek() ,在中断中使用
    xQueuePeekFromISR()
    这意味着,第一次调用时会因为无数据而阻塞,一旦曾经写入数据,以后读邮箱时总能成功。

main函数中创建了队列(队列长度为1)、创建了发送任务、接收任务:

  • 发送任务的优先级为2,它先执行
  • 接收任务的优先级为1

代码如下:

/* 队列句柄, 创建队列时会设置这个变量 */
QueueHandle_t xQueue;int main( void )
{prvSetupHardware();/* 创建队列: 长度为1,数据大小为4字节(存放一个char指针) */xQueue = xQueueCreate( 1, sizeof(uint32_t) );if( xQueue != NULL ){/* 创建1个任务用于写队列* 任务函数会连续执行,构造buffer数据,把buffer地址写入队列* 优先级为2*/xTaskCreate( vSenderTask, "Sender", 1000, NULL, 2, NULL );/* 创建1个任务用于读队列* 优先级为1*/xTaskCreate( vReceiverTask, "Receiver", 1000, NULL, 1, NULL );/* 启动调度器 */vTaskStartScheduler();}else{/* 无法创建队列 */}/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */return 0;
}

发送任务、接收任务的代码和执行流程如下:

  • A:发送任务先执行,马上阻塞
  • BC:接收任务执行,这是邮箱无数据,打印"Could not …"。在发送任务阻塞过程中,接收任务多
    次执行、多次打印。
  • D:发送任务从阻塞状态退出,立刻执行、写队列
  • E:发送任务再次阻塞
  • FG、HI、……:接收任务不断"偷看"邮箱,得到同一个数据,打印出多个"Get: 0"
  • J:发送任务从阻塞状态退出,立刻执行、覆盖队列,写入1
  • K:发送任务再次阻塞
  • LM、……:接收任务不断"偷看"邮箱,得到同一个数据,打印出多个"Get: 1"

在这里插入图片描述

运行结果如下图所示:

在这里插入图片描述

四、队列集

队列知道是什么,那么队列集呢,没错就是套娃,队列集里面是队列。

队列集使用的前提

configUSE_QUEUE_SETS 置1

int main( void )
{TaskHandle_t xHandleTask1;#ifdef DEBUGdebug();
#endifprvSetupHardware();printf("Hello, world!\r\n");/* 1. 创建2个queue */xQueueHandle1 = xQueueCreate(2, sizeof(int));if (xQueueHandle1 == NULL){printf("can not create queue\r\n");}xQueueHandle2 = xQueueCreate(2, sizeof(int));if (xQueueHandle2 == NULL){printf("can not create queue\r\n");}/* 2. 创建queue set */xQueueSet = xQueueCreateSet(3);/* 3. 把2个queue添加进queue set */xQueueAddToSet(xQueueHandle1, xQueueSet);xQueueAddToSet(xQueueHandle2, xQueueSet);/* 4. 创建3个任务 */xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);xTaskCreate(Task3Function, "Task3", 100, NULL, 1, NULL);/* Start the scheduler. */vTaskStartScheduler();/* Will only get here if there was not enough heap space to create theidle task. */return 0;
}
void Task1Function(void * param)
{int i = 0;while (1){xQueueSend(xQueueHandle1, &i, portMAX_DELAY);i++;vTaskDelay(10);}
}void Task2Function(void * param)
{int i = -1;while (1){xQueueSend(xQueueHandle2, &i, portMAX_DELAY);i--;vTaskDelay(20);}
}void Task3Function(void * param)
{QueueSetMemberHandle_t handle;int i;while (1){/* 1. read queue set: which queue has data */handle = xQueueSelectFromSet(xQueueSet, portMAX_DELAY);/* 2. read queue */xQueueReceive(handle, &i, 0);/* 3. print */printf("get data : %d\r\n", i);}
}

我们把队列1 队列2 添加到queue set里面

队列1 和队列2 分别再任务1和任务2里面发送数据

队列集再任务三里面接收数据

效果:

在这里插入图片描述


文章是自己总结而记录,有些知识点没说明白的,请各位看官多多提意见,多多交流,欢迎大家留言
如果技术交流可以加以下群,方便沟通
QQ群:370278903
点击链接加入群聊【蜡笔小芯的嵌入式交流群】
![])

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/836919.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

白盒测试:覆盖测试及测试用例设计

白盒测试:覆盖测试及测试用例设计 一、实验目的 1、掌握白盒测试的概念。 2、掌握逻辑覆盖法。 二、实验任务 某工资计算程序功能如下:若雇员月工作小时超过40小时,则超过部分按原小时工资的1.5倍的加班工资来计算。若雇员月工作小时超过…

ansible -playbook运维工具、语法、数据结构、命令用法、触发器、角色

目录 配置文件 基本语法规则: YAML支持的数据结构 playbook核心元素 ansible-playbook用法: 触发器 特点: 角色: 习题: 配置文件 playbook配置文件使用yaml语法,YAML 是一门标记性语言,专门用来写配…

windows和Linux卸载移动磁盘

文章目录 Linux卸载磁盘target is busy.window卸载磁盘打开事件查看器 Linux卸载磁盘target is busy. #查看有哪些进程访问挂载点 lsof /media/lei/repository/#杀死进程 pkill node window卸载磁盘 #提示 #该设备正在使用中. 请关闭可能使用该设备的所有程序或窗口,然后重试…

Vue 局部布局 Layout 内部布局 [el-row]、[el-col]

之前的布局容器是一个整体的框架,layout里面的布局其实就是el-row和el-col的组合。 基础布局 使用单一分栏创建基础的栅格布局。 通过 ​row ​和 ​col ​组件,并通过 ​col ​组件的 ​span ​属性我们就可以自由地组合布局。 这种最简单,…

2024年可以做的网上兼职有哪些?10个正规赚钱软件平台分享

在数字化浪潮席卷全球的今天,兼职工作早已不再局限于传统的线下模式。只要有一部手机或电脑,你就能轻松开启兼职之旅,实现躺着也能赚钱的梦想! 接下来,就让我们一起看看2024年那些靠谱又有趣的网上兼职项目吧&#xff…

STK12 RPO模块学习 (1)

一、背景介绍 在STK12中,在Astrogator的模块上开发了新的模块(Rendezvous and proximity operations)。轨道交会接近通常来说是一个很复杂的过程。RPO实现需要对轨道动力学有一个清晰的理解,并且对于Astrogator模块具备很强的背景和经验&…

2024最新软件测试【测试理论+ Linux】面试题(内附答案)

一、测试理论 3.1 你们原来项目的测试流程是怎么样的? 我们的测试流程主要有三个阶段:需求了解分析、测试准备、测试执行。 1、需求了解分析阶段 我们的 SE 会把需求文档给我们自己先去了解一到两天这样,之后我们会有一个需求澄清会议, …

Kaspa是潜力金吗?那么如何获取,以bitget钱包为例

$KAS 这个币比较小众,华语区知道的不多,目前挖这个币的矿工也不多,但是大家都有一个默契,就是尽量不要宣传,先建设生态,自私的心理就是:自己先多挖些币。 简单介绍一下 #KASPA 这个项目&#x…

[算法][BFS][leetcode]994. 腐烂的橘子

题目地址 https://leetcode.cn/problems/rotting-oranges/description/ 错误解法 class Solution {public int orangesRotting(int[][] grid) {//层序遍历int ans 0;for (int i 0;i<grid.length;i) {for(int j 0;j<grid[0].length;j){boolean flag false;if(grid[i][j…

【光线重塑技术】小姐姐,美得不可方物——lllyasviel/ic-light

在英伟达自18年宣布光追技术之后&#xff0c;RTX显卡也成了目前Steam游戏的常客。就连 AMD、Intel 和 Apple Silicon 都宣布要在GPU上支持光追算法。这次我要介绍的是huggingface上比较火的relight技术—— ic-light 介绍 IC-Light 是一个操纵图像照明的项目。 IC-Light &qu…

媒体宣发:多元宣发方式的方式有哪些

在信息爆炸的今天&#xff0c;媒体宣发被广泛地运用在各个领域&#xff0c;对于产品宣传、企业形象塑造等都起着至关重要的作用。多样化的媒体宣发方式越来越受到企业的重视&#xff0c;那么常见的媒体宣发方式有哪些呢&#xff1f; 首先&#xff0c;新闻发布是最传统也是最直…

3分钟,学会一个 Lambda 小知识之【流API】

之前给大家介绍的 Lambda 小知识还记得吗&#xff1f;今天再来给大家介绍&#xff0c; 流API 的相关知识要点。 流API Stream是Java8中处理集合的关键抽象概念&#xff0c;它可以指定你对集合的&#xff0c;可以执行查找、过滤和映射等数据操作。 Stream 使用一种类似用 SQ…

使用sqlmodel实现唯一性校验2,插入之前检查是否已存在

虽然之前添加唯一性校验的方法能够解决数据唯一的问题&#xff0c;但是如果忘了处理异常&#xff0c;则可能会导致程序崩溃。 在此基础上&#xff0c;我们可以在插入数据之前检查该数据是否已存在。 原来的代码&#xff1a; from sqlmodel import Field, Session, SQLModel,…

【opencv】图像处理(一)

实验环境&#xff1a;anaconda、jupyter notebook 实验用到的包&#xff1a;numpy,matplotlib,opencv 一、opencv安装 最好使用python3.6&#xff08;我之前用的3.9安装opencv3.4.1.15会失败&#xff09; conda create -n cv python3.6安装opencv3.4.1.15&#xff08;3.4.2版…

DS高阶:B树系列

一、常见的搜索结构 1、顺序查找 时间复杂度&#xff1a;O(N) 2、二分查找 时间复杂度&#xff1a;O(logN) 要求&#xff1a;&#xff08;1&#xff09;有序 &#xff08;2&#xff09;支持下标的随机访问 3、二叉搜索树&#xff08;BS树&#xff09; 时间复杂…

【Linux】文件描述符和重定向

目录 一、回顾C文件 二、系统文件I/O 2.1 系统调用 open 2.2 标志位传参 2.3 系统调用 write 2.4 文件描述符fd 2.5 struct file 2.6 fd的分配规则 2.7 重定向 2.7.1 基本原理&#xff1a; 2.7.2 系统调用 dup2 2.8 标准错误 一、回顾C文件 文件 内容 属性 对…

leetcode刷题:买卖股票的最佳时机

题目 给定一个数组 prices &#xff0c;它的第 i 个元素 prices[i] 表示一支给定股票第 i 天的价格。 你只能选择 某一天 买入这只股票&#xff0c;并选择在 未来的某一个不同的日子 卖出该股票。设计一个算法来计算你所能获取的最大利润。 返回你可以从这笔交易中获取的最大…

文件操作IO网络编程网络原理

​ 文件操作—IO 文件在计算机中可以代表很多东西 在操作系统中, 文件主要是指硬盘文件 硬盘主要分为机械硬盘和固态硬盘。机械硬盘通过磁头在旋转的磁盘上读取数据&#xff0c;适合顺序读取。而固态硬盘则使用闪存芯片来存储数据&#xff0c;没有机械部件&#xff0c;因此读…

省公派访学|社科老师赴世界名校牛津大学开展研究

F老师已获某省公派出国访学半年的资助&#xff0c;希望落实的学校尽量知名。但因为F老师只是硕士毕业而无博士学位&#xff0c;专业方向又是社科类&#xff0c;所以申请到世界知名高校有一定难度。经过努力&#xff0c;最终我们获得了世界顶尖高校-英国牛津大学的访问学者邀请函…

html5的一些新特性

最近总是碰到html5特性这种问题,虽然简单,但是也是自己平时不关注的东西,趁今天时间充裕,那就来总结一下吧 HTML5新特性包括新增了部分标签、表单元素增强、支持视频和音频、支持canvas绘图、提供web存储、提供地理定位功能、提供web workers机制、提供web socket协议、提供CS…