FreeRTOS 学习笔记＞队列

FreeRTOS 中的队列是任务之间进行通信的一种重要机制。通过队列，任务可以发送和接收数据，从而实现同步和数据共享。

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，实现任务接收来自其他任务或中断的不固定长度的消息，任务能够从队列中读取消息，当队列中的消息是空时，读取消息的任务将被阻塞，用户还可以指定阻塞的任务时间xTicksToWait，在这段时间中，如果队列是空，该任务将保持阻塞状态以等待队列数据有效。当队列中有新消息时，被阻塞的任务会被唤醒并处理新消息：当等待的时间超过了指定的阻塞时间，即使队列中尚无有效数据，任务也会自动从阻塞态转为就绪态。消息队列是一种异步的通信方式。

通过消息队列服务，任务或中断服务例程可以将一条或多条消息放入消息队列中，同样，一个或多个任务可以从消息队列中获得消息。当有多个消息发送到消息队列时，通常是将先进入消息队列的消息先传给任务，也就是说，任务先得到的是最先进入消息队列的消息，即先进先出原则（FIFO），但是也支持后进先出原则（LIFO）。

队列的基本操作

创建队列：使用 xQueueCreate() 函数可以创建一个队列。该函数需要两个参数：队列的长度和每个队列项的大小。
```
QueueHandle_t xQueue = NULL;
xQueue = xQueueCreate(10, sizeof(int));
```
发送数据到队列：使用 xQueueSend() 或 xQueueSendToBack() 函数可以将数据发送到队列中。这些函数需要队列句柄、要发送的数据和等待时间作为参数。

xQueueSend()用于向队列尾部发送一个队列消息。消息以拷贝的形式入队，而不是以引用的形式。该函数不能在中断服务程序里面调用，中断中需使用带有中断保护功能的xQueueSendFromISR()代替。

xQueueSendToFront()用于向队列队首发送一个消息。消息以拷贝的形式入队。该函数不能在中断服务程序里面调用，中断中需使用带有中断保护功能的xQueueSendToFrontFromISR()代替。
```
int data = 100;
xQueueSend(xQueue, &data, portMAX_DELAY);//中断中需使用此函数
xQueueSendFromISR(xQueue, &data, portMAX_DELAY);
```
从队列接收数据：使用 xQueueReceive() 函数可以从队列中接收数据。该函数需要队列句柄、接收缓冲区和等待时间作为参数。

xQueueReceive()用于从一个队列中接收消息并把消息从队列中删除。接收的消息是以拷贝的形式进行的，所以我们必须提供一个足够大空间的缓冲区。该函数绝不能在中断服务程序里面被调用，而是必须使用带有中断保护功能的 xQueueReceiveFromISR ()来代替。
```
int receivedData;
xQueueReceive(xQueue, &receivedData, portMAX_DELAY);
```

队列的应用场景

队列在 FreeRTOS 中有广泛的应用，例如：

任务间通信：一个任务可以将数据发送到队列中，另一个任务可以从队列中接收数据，从而实现任务间的通信。
中断处理：中断服务程序可以将数据发送到队列中，任务可以从队列中接收数据，从而实现中断处理与任务之间的通信。
事件管理：通过队列可以实现事件的管理和处理，例如按键事件、传感器事件等。

通过合理使用队列，可以提高系统的响应性和数据处理效率。

队列的高级操作

队列的删除：使用 vQueueDelete() 函数可以删除一个队列。删除队列后，所有试图访问该队列的任务都会收到错误。
```
if (xQueue == NULL) {} else {vQueueDelete(xQueue);
}
```
阻塞时间：当队列为空时，xQueueReceive() 函数可以选择阻塞一段时间，等待队列中有数据可用。当队列已满时，xQueueSend() 函数也可以选择阻塞，直到队列有空位。

实战示例

假设我们有一个传感器任务，它定期读取传感器数据并将其发送到队列中。另一个任务负责从队列中读取数据并进行处理。

传感器任务

void vSensorTask(void *pvParameters) {int sensorData;for (;;) {// 读取传感器数据sensorData = readSensor();// 发送数据到队列xQueueSend(xQueue, &sensorData, portMAX_DELAY);// 延时一段时间vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));}
}

数据处理任务

void vProcessingTask(void *pvParameters) {int receivedData;for (;;) {// 从队列接收数据if (xQueueReceive(xQueue, &receivedData, portMAX_DELAY) == pdPASS) {// 处理接收到的数据processData(receivedData);}}
}

通过上述示例，我们可以看到如何通过队列在不同任务之间进行数据传输和处理，从而实现任务之间的协同工作。

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