本文是FreeRTOS复习笔记的第六节，队列操作。

上一篇文章： 【复习笔记】FreeRTOS(五)时间片调度

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1.队列操作

队列是为了任务与任务、任务与中断之间的通信而准备的，可以在任务与任务、任务与中断之间传递消息，队列中可以存储有限的、大小固定的数据项目。任务与任务、任务与中断之间要交流的数据保存在队列中，叫做队列项目。队列所能保存的最大数据项目数量叫做队列的长度，创建队列的时候会指定数据项目的大小和队列的长度。由于队列用来传递消息的，所以也称为消息队列。

1.1.队列操作过程

创建队列

上图中任务 A 要向任务 B 发送消息，这个消息是x 变量的值。首先创建一个队列，并且指定队列的长度和每条消息的长度。这里我们创建了一个长度为 4 的队列，因为要传递的是x值，而x是个 int类型的变量，所以每条消息的长度就是 int 类型的长度，在 STM32 中就是4字节，即每条消息是 4 个字节的。
向队列发送第一个消息

上图中任务A的变量x值为10，将这个值发送到消息队列中。此时队列剩余长度就是3了。队列中发送消息是采用拷贝的方式，所以一旦消息发送完成变量x就可以再次被使用，赋其他的值。
向队列发送第二个消息

上图中任务 A 又向队列发送了一个消息，即新的x 的值，这里是 20。此时队列剩余长度为 2。
从队列中读取消息

上图中任务 B 从队列中读取消息，并将读取到的消息值赋值给 y，这样 y 就等于 10了。任务 B 从队列中读取消息完成以后可以选择清除掉这个消息或者不清除。当选择清除这个消息的话其他任务或中断就不能获取这个消息了，而且队列剩余大小就会加一，变成 3。如果不清除的话其他任务或中断也可以获取这个消息，而队列剩余大小依旧是 2。

队列的内容除了队列的创建、队列的出队、入队函数、队列的环形缓冲区的实现，还有数据的拷贝、先进先出、以及后进先出的实现、队列锁、以及队列任务级函数与中断级函数的区别等知识。

由于队列的知识也比较多，这里只是进行一个简单的使用，学会队列的基本操作。

1.2.队列操作常用的API函数

函数名称	作用
xQueueCreate（）	动态创建队列
xQueueCreateStatic（）	静态创建队列
xQueueSend（）	队列数据发送
xQueueReceive（）	队列数据接收

二、实验设计

实验目的：学会对FreeRTOS 简单队列操作
实验设计：设计两个任务: task1 task 和 task2 task ，其中 task1 task 和 task2 task的任务优先级相同，这两个任务的任务功能如下:

• task1 task :发送一串字符
• task2 task :接收任务1的字符

三、测试例程

主函数 main.c代码如下：

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"


/*使用结构体储存数据*/
struct QueuePrint
{
	uint8_t Tick;
	char Data[20];
};

QueueHandle_t myPrintfQueue;

void task1_task(void *p); //任务函数
void task2_task(void *p); //任务函数


int main(void)
{ 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
	delay_init(168);		//初始化延时函数
	uart_init(115200);     	//初始化串口
	LED_Init();		        //初始化LED端口

	/*动态创建队列，2个队列项目，一个发送一个接收，以及消息长度（结构体大小）*/
	myPrintfQueue=xQueueCreate(2,sizeof(struct QueuePrint));
	if(myPrintfQueue==NULL)
	{
		printf("队列创建失败！\r\n");
	}
    xTaskCreate(task1_task,"task1_task",128,NULL,2,NULL); //任务1        
    xTaskCreate(task2_task,"task2_task",128,NULL,2,NULL);  //任务2 	
	
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}
 

//任务1函数 发送数据
void task1_task(void *p)
{
	struct QueuePrint SendData={
		.Data="adafsf" //随便发个字符串
	};

	while(1)
	{
		SendData.Tick++;
		xQueueSend(myPrintfQueue,&SendData,0); //队列句柄，发送内容的地址，阻塞时间
		printf("task1发送数据：%s 次数%d\r\n",SendData.Data,SendData.Tick);
		vTaskDelay(500);
	}
}   


//任务2函数接收数据 
void task2_task(void *p)
{

	struct QueuePrint ReceData;
	BaseType_t xStatus;
	while(1)
	{
		xStatus=xQueueReceive(myPrintfQueue,&ReceData,portMAX_DELAY);//portMAX_DELAY:读不到数据就会一直停留在此
		if(xStatus==pdPASS) //判断接收到数据
		{
			taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
		     printf("task2收到数据：%s 次数%d\r\n",ReceData.Data,ReceData.Tick);
			taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
		}
	}
}

四、实验效果

实验效果如下：

接上串口，可以看到每500ms，串口打印任务1发送的内容和任务运行次数，以及任务2接收到的内容和任务执行次数，而且收发的数据保持一致。

本节主要是学习和掌握队列操作，以及相关API函数的基本使用。其实在FreeRTOS中队列的重要性也不言而喻，与FreeRTOS任务调度同等重要，因为后面的各种信号量基本都是基于队列的。
完整程序放在gitee仓库上：程序下载。