FreeRTOS入门教程（队列详细使用示例）

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前言

上篇文章我们已经讲解了队列的概念和队列相关的API函数，那么本篇文章的话就开始带大家来学习使用队列。

一、队列基本使用

这个例子将会创建三个任务，其中两个任务用来发送数据到队列中，另一个任务用来从队列中读取数据。

void Task1Function(void * param)
{
	int val;
	
	while (1)
	{
		val = 100;
		xQueueSend(xQueueCalcHandle, &val, 0);
		
		vTaskDelay(1000);
	}
}

void Task2Function(void * param)
{
	int val;
	
	while (1)
	{
		val = 200;
		xQueueSend(xQueueCalcHandle, &val, 0);
		
		vTaskDelay(1000);
	}
}

void Task3Function(void * param)
{
	int val;
	const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
	BaseType_t xStatus;
	
	while (1)
	{
		xStatus = xQueueReceive(xQueueCalcHandle, &val, xTicksToWait);
		if( xStatus == pdPASS )
		{
			/* 读到了数据 */
			printf( "Received = %d\r\n", val );
		} 
		else
		{
			/* 没读到数据 */
			printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );
		}		
	}
}


xQueueCalcHandle = xQueueCreate(5, sizeof(int));

xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(Task3Function, "Task3", 100, NULL, 2, NULL);

运行效果：

从运行效果中可以看出，当队列中有数据的时候就能够从队列中读取到数据，当队列中没有数据时，超时后会返回pdFALSE。

这里使用百问网的一张图片来描述这个过程：

二、如何分辨数据源

通过上面这个实验我们完成了队列数据的发送和队列数据的接收，但是我们无法得知数据是哪个队列所发送的，那么下面这个实验就带大家来完成分辨数据源的实验。

前面的实验中我们使用单独的一个int变量来代表数据，这样的话只能接收到对应的数据而无法分辨是谁发过来的数据，那么有什么办法来分辨是谁发来的数据呢？

这里的解决方法是使用结构体：

typedef enum
{
	Task1,
	Task2
}ID_t;

typedef struct data
{
	ID_t id;
	int data;
}Data_t;

static Data_t senddata[2] = {
	{Task1, 10},
	{Task2, 20}
};

void Task1Function(void * param)
{
	
	while (1)
	{
		xQueueSend(xQueueCalcHandle, &senddata[0], 0);
		
		vTaskDelay(1000);
	}
}

void Task2Function(void * param)
{
	
	while (1)
	{
		xQueueSend(xQueueCalcHandle, &senddata[1], 0);
		
		vTaskDelay(1000);
	}
}

void Task3Function(void * param)
{
	Data_t mydata;
	const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
	BaseType_t xStatus;
	
	while (1)
	{
		xStatus = xQueueReceive(xQueueCalcHandle, &mydata, xTicksToWait);
		if( xStatus == pdPASS )
		{
			/* 读到了数据 */
			if(mydata.id == Task1)
			{
				printf("this is Task1 data :%d\r\n", mydata.data);
			}
			else
			{
				printf("this is Task2 data :%d\r\n", mydata.data);
			}
		} 
		else
		{
			/* 没读到数据 */
			printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );
		}		
	}
}


xQueueCalcHandle = xQueueCreate(5, sizeof(Data_t));

xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(Task3Function, "Task3", 100, NULL, 2, NULL);

当接收到数据时会先判断结构体中的id，通过id来判断是哪个任务发送过来的数据。

运行效果：

三、传输大块数据

FreeRTOS 中的队列通常使用数据拷贝来传递数据。这意味着当你将数据发送到队列或从队列接收数据时，队列会在内部复制数据的副本，而不是传递指向原始数据的指针。

这种数据拷贝的方法确保了数据的安全性和一致性，因为多个任务可以独立访问它们自己的副本，而不会干扰其他任务。然而，需要注意的是，数据拷贝可能会引入一些性能开销，尤其是在处理大量数据时。

那么当使用队列来传输大量数据时该怎么做呢？

这里我们可以使用指针来解决这个问题，传递大块数据的时候我们可以使用指针来解决这个问题，在传输大块数据时，可以先得到数据的地址，将数据的地址作为数据传递过来，当接收到数据的地址时，就能够通过数据的地址来得到对应的数据了。

示例：

char pcbuffer[100] = "Hello World";

void Task1Function(void * param)
{
	char* buffer;
	while (1)
	{
		buffer = pcbuffer;
		xQueueSend(xQueueCalcHandle, &buffer, 0);
		
		vTaskDelay(1000);
	}
}

void Task2Function(void * param)
{
	char* buffer;
	while (1)
	{
		buffer = pcbuffer;
		xQueueSend(xQueueCalcHandle, &buffer, 0);
		
		vTaskDelay(1000);
	}
}

void Task3Function(void * param)
{
	char* rebuffer;
	const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
	BaseType_t xStatus;
	
	while (1)
	{
		xStatus = xQueueReceive(xQueueCalcHandle, &rebuffer, xTicksToWait);
		if( xStatus == pdPASS )
		{
			/* 读到了数据 */
			printf("recv buffer : %s\r\n", rebuffer);
		} 
		else
		{
			/* 没读到数据 */
			printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );
		}		
	}
}

xQueueCalcHandle = xQueueCreate(5, sizeof(char*));
if (xQueueCalcHandle == NULL)
{
	printf("can not create queue\r\n");
}

xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(Task3Function, "Task3", 100, NULL, 2, NULL);

运行结果：

这里有几个点需要注意：

1. 由于队列传递数据是复制数据的副本，所有传输数据时并不会影响到原来的数据，但是在这里使用到了地址，当改变这个地址空间的数据后，原来的数据也会受到影响。

2. 由于传递的是地址空间，那么这里的话就必须保证这个数据是全局数据，因为局部数据会被释放，释放后就无法进行使用了，所有需要保证数据是全局数据。

总结

本篇文章就讲解到这里，本篇文章主要给大家讲解了队列的具体代码和使用方法。