freeRtos队列的使用

news2025/1/19 8:28:31

一.队列的特性

队列是一个环形缓冲区

 很多生产者生产很多数据，很多消费者读数据，唤醒之后首先是执行高优先级的，同等优先级先执行等待时间长的。

无论是写数据还是读数据都会有一个超时时间，写数据当队列已经满了就等待一会，当读数据队列已经空了可以等待一会。

二.队列的常规使用

修改之前的代码，之前同步互斥的代码，当任务1执行时，任务2会抢占CPU资源，原本单任务1执行的时间只需要2s，任务2抢占CPU之后执行的时间4s。修改之后任务1计算完之后写入队列中，任务2读取队列，队列中有数据就会读取出来，队列中没有数据就会进入阻塞状态，不会参与CPU调度。

1.创建队列

2.写数据 

 3.读数据

4.任务1和2实现队列同步 

static int sum=0;
static volatile int flagCaleEnd=0;
static volatile int flagUartUsed=0;
static QueueHandle_t xQueueCalHandle;

void Task1Function(void * param)
{
	volatile int i=0;
	while (1)
	{
		for(i=0;i<10000000;i++)
		{
			sum++;
		}
		//flagCaleEnd=1;
		//printf("1");
		//vTaskDelete(NULL);//自杀
		xQueueSend(xQueueCalHandle,&sum,portMAX_DELAY);
		sum=1;
	}
}

void Task2Function(void * param)
{
	int val;
	while (1)
	{
		xQueueReceive(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
		printf("sum=%d\r\n",val);
	}
}

void TaskGenericFunction(void * param)
{
	while (1)
	{
		if(!flagUartUsed)
		{
			flagUartUsed=1;
			printf("%s\r\n",(char*)param);
			flagUartUsed=0;
			vTaskDelay(1);
		}
	}
}

/*-----------------------------------------------------------*/

int main( void )
{
	TaskHandle_t xHandleTask1;
		
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif

	prvSetupHardware();

	printf("Hello, world!\r\n");

	xQueueCalHandle=xQueueCreate(2,sizeof(int)) ;
	if(xQueueCalHandle==NULL)
	{
		printf("can not create queue\r\n");
	}

	xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);
	xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);
	
	//xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task3", 100, "Task3 is running", 1, NULL);
	//xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task4", 100, "Task4 is running", 1, NULL);

	/* Start the scheduler. */
	vTaskStartScheduler();

	/* Will only get here if there was not enough heap space to create the
	idle task. */
	return 0;
}

 5.任务3和4实现队列互斥

//创建一个队列
//往队列里面写一个数据，如果队列里面有数据代表你可以来读这个队列
//如果某个任务想要执行先GetUARTLock()获得这个锁，读到了代表有使用权
//使用完PutUARTLock()随便写一个数据

//创建一个队列
//往队列里面写一个数据，如果队列里面有数据代表你可以来读这个队列
//如果某个任务想要执行先GetUARTLock()获得这个锁，读到了代表有使用权
//使用完PutUARTLock()随便写一个数据
int InitUARTLock(void)
{
	int val;
	xQueueUARTcHandle=xQueueCreate(1,sizeof(int)) ;
	if(xQueueUARTcHandle==NULL)
	{
		printf("can not create queue\r\n");
		return -1;
	}
	xQueueSend(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
	return 0;
}

void GetUARTLock(void)
{
	int val;
	xQueueReceive(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
}

void PutUARTLock(void)
{
	int val;
	xQueueSend(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
}
static int sum=0;
static volatile int flagCaleEnd=0;
static volatile int flagUartUsed=0;
static QueueHandle_t xQueueCalHandle;
static QueueHandle_t xQueueUARTcHandle;

//创建一个队列
//往队列里面写一个数据，如果队列里面有数据代表你可以来读这个队列
//如果某个任务想要执行先GetUARTLock()获得这个锁，读到了代表有使用权
//使用完PutUARTLock()随便写一个数据
int InitUARTLock(void)
{
	int val;
	xQueueUARTcHandle=xQueueCreate(1,sizeof(int)) ;
	if(xQueueUARTcHandle==NULL)
	{
		printf("can not create queue\r\n");
		return -1;
	}
	xQueueSend(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
	return 0;
}

void GetUARTLock(void)
{
	int val;
	xQueueReceive(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
}

void PutUARTLock(void)
{
	int val;
	xQueueSend(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
}

void Task1Function(void * param)
{
	volatile int i=0;
	while (1)
	{
		for(i=0;i<10000000;i++)
		{
			sum++;
		}
		//flagCaleEnd=1;
		//printf("1");
		//vTaskDelete(NULL);//自杀
		xQueueSend(xQueueCalHandle,&sum,portMAX_DELAY);
		sum=1;
	}
}

void Task2Function(void * param)
{
	int val;
	while (1)
	{
		xQueueReceive(xQueueCalHandle,&val,portMAX_DELAY);
		printf("sum=%d\r\n",val);
	}
}

void TaskGenericFunction(void * param)
{
	while (1)
	{
		GetUARTLock();
		printf("%s\r\n",(char*)param);
					//Task3 is waiting
		PutUARTLock();//Task3 is ready但是Task4还是running所以需要主动休息
		vTaskDelay(1);
	}
}

/*-----------------------------------------------------------*/

int main( void )
{
	TaskHandle_t xHandleTask1;
		
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif

	prvSetupHardware();

	printf("Hello, world!\r\n");

	xQueueCalHandle=xQueueCreate(2,sizeof(int)) ;
	if(xQueueCalHandle==NULL)
	{
		printf("can not create queue\r\n");
	}

	InitUARTLock();

	xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);
	xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);
	
	xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task3", 100, "Task3 is running", 1, NULL);
	xTaskCreate(TaskGenericFunction, "Task4", 100, "Task4 is running", 1, NULL);

	/* Start the scheduler. */
	vTaskStartScheduler();

	/* Will only get here if there was not enough heap space to create the
	idle task. */
	return 0;
}

三.: 邮箱(Mailbox)

四.队列集 

1.创建2个queue

2.创建queue set

3.把2个queue添加进queue set

4.创建3个任务 

static volatile int flagCalcEnd = 0;
static volatile int flagUARTused = 0;
static QueueHandle_t xQueueHandle1;
static QueueHandle_t xQueueHandle2;
static QueueSetHandle_t xQeueSet;

void Task1Function(void * param)
{
	int i = 0;
	while (1)
	{
		xQueueSend(xQueueHandle1, &i, portMAX_DELAY);//写数据
		i++;
		vTaskDelay(10);
	}
}

void Task2Function(void * param)
{
	int i = -1;
	while (1)
	{
		xQueueSend(xQueueHandle2, &i, portMAX_DELAY);//写数据
		i--;
		vTaskDelay(20);
	}

}

void Task3Function(void * param)
{
	QueueSetMemberHandle_t handle;
	int i;
	while (1)
	{
		/* 读read queue set 哪一个有数据 */
		handle=xQueueSelectFromSet(xQeueSet,portMAX_DELAY);
		/* 读queue */
		xQueueReceive(handle,&i,0);
		printf("get data: %d\r\n",i);
	}
}


/*-----------------------------------------------------------*/

int main( void )
{
	TaskHandle_t xHandleTask1;
		
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif

	prvSetupHardware();

	printf("Hello, world!\r\n");

			/*  创建两个队列        */
	xQueueHandle1=xQueueCreate(2,sizeof(int));
	if(xQueueHandle1==NULL)
	{
		printf("can not creat queue\r\n");
	}

	xQueueHandle2=xQueueCreate(2,sizeof(int));
	if(xQueueHandle2==NULL)
	{
		printf("can not creat queue\r\n");
	}
			/*  创建队列集      */
	xQeueSet=xQueueCreateSet(4);//队列A的长度+队列B的长度

			/*  把2个queue添加进queue set  */
	xQueueAddToSet(xQueueHandle1,xQeueSet);
	xQueueAddToSet(xQueueHandle2,xQeueSet);

			/*  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 the
	idle task. */
	return 0;
}

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