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什么是队列?
队列特点
1. 数据入队出队方式
2. 数据传递方式
3. 多任务访问
4. 出队、入队阻塞
队列相关 API 函数
1. 创建队列
参数:
2. 写队列
参数:
返回值:
3. 读队列
参数:
返回值:
实操
实验需求
cubeMX配置
代码实现
什么是队列?
队列又称消息队列,是一种常用于任务间通信的数据结构,队列可以在任务与任务间、中断和任
务间传递信息。
为什么不使用全局变量?
如果使用全局变量,兔子(任务
1
)修改了变量
a
,等待树獭(任务
3
)处理,但树獭处理速度很
1
)修改了变量
a
,等待树獭(任务
3
)处理,但树獭处理速度很
慢,在处理数据的过程中,狐狸(任务
2
)有可能又修改了变量
a
,导致树獭有可能得到的不是
2
)有可能又修改了变量
a
,导致树獭有可能得到的不是
正确的数据。
在这种情况下,就可以使用队列。兔子和狐狸产生的数据放在流水线上,树獭可以慢慢一个个依
次处理。
关于队列的几个名词:
队列项目
:队列中的每一个数据;
:队列中的每一个数据;
队列长度
:队列能够存储队列项目的最大数量;
:队列能够存储队列项目的最大数量;
创建队列时,需要指定队列长度及队列项目大小
队列特点
1. 数据入队出队方式
通常采用
先进先出
(
FIFO
)的数据存储缓冲机制,即先入队的数据会先从队列中被读取。
先进先出
(
FIFO
)的数据存储缓冲机制,即先入队的数据会先从队列中被读取。
也可以配置为后进先出(
LIFO
)方式,但用得比较少。
LIFO
)方式,但用得比较少。
2. 数据传递方式
采用实际值传递,即将数据拷贝到队列中进行传递,也可以传递指针,在传递较大的数据的时候
采用指针传递。
3. 多任务访问
队列不属于某个任务,任何任务和中断都可以向队列发送
/
读取消息
/
读取消息
4. 出队、入队阻塞
当任务向一个队列发送消息时,可以指定一个阻塞时间,假设此时当队列已满无法入队。
阻塞时间如果设置为:
- 0:直接返回不会等待;
- 0~port_MAX_DELAY:等待设定的阻塞时间,若在该时间内还无法入队,超时后直接返回不
- 再等待;
- port_MAX_DELAY:死等,一直等到可以入队为止。出队阻塞与入队阻塞类似;
队列相关 API 函数
1. 创建队列
QueueHandle_t
xQueueCreate
(
UBaseType_t uxQueueLength
,
UBaseType_t uxItemSize
);
参数:
uxQueueLength
:队列可同时容纳的最大项目数 。
:队列可同时容纳的最大项目数 。
uxItemSize
:存储队列中的每个数据项所需的大小(以字节为单位)。
:存储队列中的每个数据项所需的大小(以字节为单位)。
返回值:
如果队列创建成功,则返回所创建队列的句柄 。 如果创建队列所需的内存无法分配 ,
如果队列创建成功,则返回所创建队列的句柄 。 如果创建队列所需的内存无法分配 ,
则返回
NULL
。
NULL
。
2. 写队列
写队列总共有以下几个函数:
函数
|
描述
|
xQueueSend()
|
往队列的尾部写入消息
|
xQueueSendToBack()
|
同
xQueueSend() |
xQueueSendToFront()
|
往队列的头部写入消息
|
xQueueOverwrite()
|
覆写队列消息(只用于队列长度为
1 的情况) |
xQueueSendFromISR()
|
在中断中往队列的尾部写入消息
|
xQueueSendToBackFromISR()
|
同
xQueueSendFromISR() |
xQueueSendToFrontFromISR()
|
在中断中往队列的头部写入消息
|
xQueueOverwriteFromISR()
|
在中断中覆写队列消息(只用于队列长度为
1 的情况) |
BaseType_t
xQueueSend
(QueueHandle_t xQueue
,const void
*
pvItemToQueue
,TickType_t xTicksToWait);
参数:
- xQueue:队列的句柄,数据项将发送到此队列。
- pvItemToQueue:待写入数据
- xTicksToWait:阻塞超时时间
返回值:
如果成功写入数据,返回
pdTRUE
,否则返回
errQUEUE_FULL
。
pdTRUE
,否则返回
errQUEUE_FULL
。
3. 读队列
读队列总共有以下几个函数:
函数
|
描述
|
xQueueReceive()
|
从队列头部读取消息,并删除消息
|
xQueuePeek()
|
从队列头部读取消息,但是不删除消息
|
xQueueReceiveFromISR()
|
在中断中从队列头部读取消息,并删除消息
|
xQueuePeekFromISR()
|
在中断中从队列头部读取消息
|
BaseType_t
xQueueReceive
(QueueHandle_t xQueue
,void
*
pvBuffer
,TickType_t xTicksToWait);
参数:
- xQueue:待读取的队列
- pvItemToQueue:数据读取缓冲区
- xTicksToWait:阻塞超时时间
返回值:
成功返回
pdTRUE
,否则返回
pdFALSE
。
pdTRUE
,否则返回
pdFALSE
。
实操
实验需求
创建一个队列,按下
KEY1
向队列发送数据,按下
KEY2
向队列读取数据
KEY1
向队列发送数据,按下
KEY2
向队列读取数据
cubeMX配置
代码实现
freertos.c
void StartTaskSend(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartTaskSend */
uint16_t buf = 100;
BaseType_t status;
/* Infinite loop */
for(;;)
{
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
{
osDelay(20);
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
{
status = xQueueSend(myQueueHandle, &buf, 0);
if (status == pdTRUE)
printf("写入队列成功,写入值为%drn", buf);
else
printf("写入队列失败rn");
}
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);
}
osDelay(10);
}
/* USER CODE END StartTaskSend */
}
/* USER CODE BEGIN Header_StartTaskReceive */
/**
* @brief Function implementing the taskReceive thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTaskReceive */
void StartTaskReceive(void const * argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartTaskReceive */
uint16_t buf;
BaseType_t status;
/* Infinite loop */
for(;;)
{
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
{
osDelay(20);
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
{
status = xQueueReceive(myQueueHandle, &buf, 0);
if (status == pdTRUE)
printf("队列数据读取成功,读出值为%drn", buf);
else
printf("队列读取失败rn");
}
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);
}
osDelay(10);
}
/* USER CODE END StartTaskReceive */
}
/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application */
/* USER CODE END Application */
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