基于FreeRTOS的STM32F103系统—队列
在freertos中，队列是实现任务之间同步、互斥和通信的一种重要方法（其他的实现方法有：任务通知、事件组、信号量、互斥量）。
任何任务都可以向队列里存放任何数据，任何任务也可以从队列里读取数据，实现不同任务之间的通信。
1
队列特性
队列的数据的操作采用先进先出的方法(fifo，first in first out)：写数据时放到尾部，读数据时从头部读，逻辑顺序如下图所示。
使用队列传输数据时有两种方法：
拷贝：把数据、把变量的值复制进队列里引用：把数据、把变量的地址复制进队列里freertos中的队列一般都使用拷贝的方式传输数据，局部变量的值可以发送到队列中，后续即使函数退出、局部变量被回收，也不会影响队列中的数据，发送任务、接收任务解耦时，接收任务不需要知道这数据是谁的、也不需要发送任务来释放数据。
如果数据实在太大，还是可以使用队列传输它的地址。
2
队列函数
1.创建
队列的创建有两种方法：动态分配内存、静态分配内存。
一般都用动态分配内存的方法，使用函数：xqueuecreate()
queuehandle_t xqueuecreate( ubasetype_t uxqueuelength, ubasetype_t uxitemsize );参数解释：
uxqueuelength ：队列长度uxitemsize：每个数据的大小，以字节为单位返回值：非0：成功，返回句柄，以后使用句柄来操作队列；null：失败，因为内存不足2.删除
删除队列的函数为 vqueuedelete() ，只能删除使用动态方法创建的队列，它会释放内存。
void vqueuedelete( queuehandle_t xqueue );参数解释：
xqueue：队列句柄3.写队列
可以把数据写到队列头部，也可以写到尾部，这些函数有两个版本：在任务中使用、在 isr 中使用。
在任务中使用：
basetype_t xqueuesend( queuehandle_t xqueue,const void *pvitemtoqueue,ticktype_t xtickstowait );在isr中使用：
basetype_t xqueuesendtobackfromisr( queuehandle_t xqueue,const void *pvitemtoqueue,basetype_t *pxhigherprioritytaskwoken );参数解释：
xqueue ：队列句柄，要写哪个队列pvitemtoqueue ： 数据指针，这个数据的值会被复制进队列xtickstowait ：如果队列满则无法写入新数据，可以让任务进入阻塞状态，xtickstowait表示阻塞的最大时间(tick count)。如果被设为0，无法写入数据时函数会立刻返回；如果被设为portmax_delay，则会一直阻塞直到有空间可写返回值：pdpass：数据成功写入了队列；errqueue_full：写入失败，因为队列满了。4.读队列
使用 xqueuereceive() 函数读队列，读到一个数据后，队列中该数据会被移除。这个函数有两个版 本：在任务中使用、在isr 中使用。
basetype_t xqueuereceive( queuehandle_t xqueue, void * const pvbuffer, ticktype_t xtickstowait );basetype_t xqueuereceivefromisr( queuehandle_t xqueue, void *pvbuffer, basetype_t *pxtaskwoken );参数解释：
xqueue ：队列句柄，要写哪个队列pvbuffffer： bufer 指针，队列的数据会被复制到这个 bufferxtickstowait ：如果队列空则无法读出数据，可以让任务进入阻塞状态，xtickstowait表示阻塞的最大时间(tick count)。如果被设为0，无法读出数据时函数会立刻返回；如果被设为portmax_delay，则会一直阻塞直到有数据可写返回值：pdpass：从队列读出数据入；errqueue_empty：读取失败，因为队列空了。5.其他
复位：队列刚被创建时，里面没有数据；使用过程中可以调用 xqueuereset() 把队列恢复为初始状态。
/* pxqueue : 复位哪个队列; * 返回值: pdpass(必定成功) */ basetype_t xqueuereset( queuehandle_t pxqueue);查询：可以查询队列中有多少个数据、有多少空余空间。
/** 返回队列中可用数据的个数 */ ubasetype_t uxqueuemessageswaiting( const queuehandle_t xqueue ); /** 返回队列中可用空间的个数 */ ubasetype_t uxqueuespacesavailable( const queuehandle_t xqueue );覆盖：当队列长度为 1 时，可以使用 xqueueoverwrite() 或 xqueueoverwritefromisr() 来覆盖数据。注意，队列长度必须为1。当队列满时，这些函数会覆盖里面的数据，这也以为着这些函数不会被阻塞。
/* 覆盖队列 * xqueue: 写哪个队列 * pvitemtoqueue: 数据地址 * 返回值: pdtrue表示成功, pdfalse表示失败 */ basetype_t xqueueoverwrite(queuehandle_t xqueue, const void * pvitemtoqueue ); basetype_t xqueueoverwritefromisr( queuehandle_t xqueue, const void * pvitemtoqueue, basetype_t *pxhigherprioritytaskwoken );偷看：如果想让队列中的数据供多方读取，也就是说读取时不要移除数据，要留给后来人。那么可以使用 窥 视 ，也就是 xqueuepeek() 或 xqueuepeekfromisr() 。这些函数会从队列中复制出数据，但是不移除数据。这也意味着，如果队列中没有数据，那么 偷看 时会导致阻塞；一旦队列中有数据，以后每次 偷看 都会成功。
/* 偷看队列 * xqueue: 偷看哪个队列 * pvitemtoqueue: 数据地址, 用来保存复制出来的数据 * xtickstowait: 没有数据的话阻塞一会 * 返回值: pdtrue表示成功, pdfalse表示失败 */ basetype_t xqueuepeek( queuehandle_t xqueue, void * const pvbuffer, ticktype_t xtickstowait );basetype_t xqueuepeekfromisr( queuehandle_t xqueue, void *pvbuffer, );3
队列实验
代码：
/* vsendertask被用来创建2个任务，用于写队列 * vreceivertask被用来创建1个任务，用于读队列 */static void vsendertask( void *pvparameters );static void vreceivertask( void *pvparameters );/*-----------------------------------------------------------*//* 队列句柄, 创建队列时会设置这个变量 */queuehandle_t xqueue;int main( void ){ prvsetuphardware(); /* 创建队列: 长度为5，数据大小为4字节(存放一个整数) */ xqueue = xqueuecreate( 5, sizeof( int32_t ) ); if( xqueue != null ) { /* 创建2个任务用于写队列, 传入的参数分别是100、200 * 任务函数会连续执行，向队列发送数值100、200 * 优先级为1 */ xtaskcreate( vsendertask, sender1, 1000, ( void * ) 100, 1, null ); xtaskcreate( vsendertask, sender2, 1000, ( void * ) 200, 1, null ); /* 创建1个任务用于读队列 * 优先级为2, 高于上面的两个任务 * 这意味着队列一有数据就会被读走 */ xtaskcreate( vreceivertask, receiver, 1000, null, 2, null ); /* 启动调度器 */ vtaskstartscheduler(); } else { /* 无法创建队列 */ } /* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */ return 0;}/*-----------------------------------------------------------*//*-----------------------------------------------------------*/static void vsendertask( void *pvparameters ){ int32_t lvaluetosend; basetype_t xstatus; /* 我们会使用这个函数创建2个任务 * 这些任务的pvparameters不一样 */ lvaluetosend = ( int32_t ) pvparameters; /* 无限循环 */ for( ;; ) { /* 写队列 * xqueue: 写哪个队列 * &lvaluetosend: 写什么数据? 传入数据的地址, 会从这个地址把数据复制进队列 * 0: 不阻塞, 如果队列满的话, 写入失败, 立刻返回 */ xstatus = xqueuesendtoback( xqueue, &lvaluetosend, 0 ); if( xstatus != pdpass ) { printf( could not send to the queue.rn ); } }}/*-----------------------------------------------------------*/static void vreceivertask( void *pvparameters ){ /* 读取队列时, 用这个变量来存放数据 */ int32_t lreceivedvalue; basetype_t xstatus; const ticktype_t xtickstowait = pdms_to_ticks( 100ul ); /* 无限循环 */ for( ;; ) { /* 读队列 * xqueue: 读哪个队列 * &lreceivedvalue: 读到的数据复制到这个地址 * xtickstowait: 如果队列为空, 阻塞一会 */ xstatus = xqueuereceive( xqueue, &lreceivedvalue, xtickstowait ); if( xstatus == pdpass ) { /* 读到了数据 */ printf( received = %drn, lreceivedvalue ); } else { /* 没读到数据 */ printf( could not receive from the queue.rn ); } }}在这个程序中，有一个接收队列数据的任务，两个发送队列数据的任务，接收队列数据的任务优先级高，先执行，但是这时队列为空，触发该任务阻塞，这时低优先级的任务交替执行，向队列中发送数据，接收任务发现队列不为空后（解除触发的事件），立刻被唤醒从队列中读取数据并打印出来，实验结果和逻辑图如下：
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使用队列传输数据时有两种方法：
拷贝：把数据、把变量的值复制进队列里引用：把数据、把变量的地址复制进队列里freertos中的队列一般都使用拷贝的方式传输数据，局部变量的值可以发送到队列中，后续即使函数退出、局部变量被回收，也不会影响队列中的数据，发送任务、接收任务解耦时，接收任务不需要知道这数据是谁的、也不需要发送任务来释放数据。
如果数据实在太大，还是可以使用队列传输它的地址。
2
队列函数
1.创建
队列的创建有两种方法：动态分配内存、静态分配内存。
一般都用动态分配内存的方法，使用函数：xqueuecreate()
queuehandle_t xqueuecreate( ubasetype_t uxqueuelength, ubasetype_t uxitemsize );参数解释：
uxqueuelength ：队列长度uxitemsize：每个数据的大小，以字节为单位返回值：非0：成功，返回句柄，以后使用句柄来操作队列；null：失败，因为内存不足2.删除
删除队列的函数为 vqueuedelete() ，只能删除使用动态方法创建的队列，它会释放内存。
void vqueuedelete( queuehandle_t xqueue );参数解释：
xqueue：队列句柄3.写队列
可以把数据写到队列头部，也可以写到尾部，这些函数有两个版本：在任务中使用、在 isr 中使用。
在任务中使用：
basetype_t xqueuesend( queuehandle_t xqueue,const void *pvitemtoqueue,ticktype_t xtickstowait );在isr中使用：
basetype_t xqueuesendtobackfromisr( queuehandle_t xqueue,const void *pvitemtoqueue,basetype_t *pxhigherprioritytaskwoken );参数解释：
xqueue ：队列句柄，要写哪个队列pvitemtoqueue ： 数据指针，这个数据的值会被复制进队列xtickstowait ：如果队列满则无法写入新数据，可以让任务进入阻塞状态，xtickstowait表示阻塞的最大时间(tick count)。如果被设为0，无法写入数据时函数会立刻返回；如果被设为portmax_delay，则会一直阻塞直到有空间可写返回值：pdpass：数据成功写入了队列；errqueue_full：写入失败，因为队列满了。4.读队列
使用 xqueuereceive() 函数读队列，读到一个数据后，队列中该数据会被移除。这个函数有两个版 本：在任务中使用、在isr 中使用。
basetype_t xqueuereceive( queuehandle_t xqueue, void * const pvbuffer, ticktype_t xtickstowait );basetype_t xqueuereceivefromisr( queuehandle_t xqueue, void *pvbuffer, basetype_t *pxtaskwoken );参数解释：
xqueue ：队列句柄，要写哪个队列pvbuffffer： bufer 指针，队列的数据会被复制到这个 bufferxtickstowait ：如果队列空则无法读出数据，可以让任务进入阻塞状态，xtickstowait表示阻塞的最大时间(tick count)。如果被设为0，无法读出数据时函数会立刻返回；如果被设为portmax_delay，则会一直阻塞直到有数据可写返回值：pdpass：从队列读出数据入；errqueue_empty：读取失败，因为队列空了。5.其他
复位：队列刚被创建时，里面没有数据；使用过程中可以调用 xqueuereset() 把队列恢复为初始状态。
/* pxqueue : 复位哪个队列; * 返回值: pdpass(必定成功) */ basetype_t xqueuereset( queuehandle_t pxqueue);查询：可以查询队列中有多少个数据、有多少空余空间。
/** 返回队列中可用数据的个数 */ ubasetype_t uxqueuemessageswaiting( const queuehandle_t xqueue ); /** 返回队列中可用空间的个数 */ ubasetype_t uxqueuespacesavailable( const queuehandle_t xqueue );覆盖：当队列长度为 1 时，可以使用 xqueueoverwrite() 或 xqueueoverwritefromisr() 来覆盖数据。注意，队列长度必须为1。当队列满时，这些函数会覆盖里面的数据，这也以为着这些函数不会被阻塞。
/* 覆盖队列 * xqueue: 写哪个队列 * pvitemtoqueue: 数据地址 * 返回值: pdtrue表示成功, pdfalse表示失败 */ basetype_t xqueueoverwrite(queuehandle_t xqueue, const void * pvitemtoqueue ); basetype_t xqueueoverwritefromisr( queuehandle_t xqueue, const void * pvitemtoqueue, basetype_t *pxhigherprioritytaskwoken );偷看：如果想让队列中的数据供多方读取，也就是说读取时不要移除数据，要留给后来人。那么可以使用 窥 视 ，也就是 xqueuepeek() 或 xqueuepeekfromisr() 。这些函数会从队列中复制出数据，但是不移除数据。这也意味着，如果队列中没有数据，那么 偷看 时会导致阻塞；一旦队列中有数据，以后每次 偷看 都会成功。
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/* vsendertask被用来创建2个任务，用于写队列 * vreceivertask被用来创建1个任务，用于读队列 */static void vsendertask( void *pvparameters );static void vreceivertask( void *pvparameters );/*-----------------------------------------------------------*//* 队列句柄, 创建队列时会设置这个变量 */queuehandle_t xqueue;int main( void ){ prvsetuphardware(); /* 创建队列: 长度为5，数据大小为4字节(存放一个整数) */ xqueue = xqueuecreate( 5, sizeof( int32_t ) ); if( xqueue != null ) { /* 创建2个任务用于写队列, 传入的参数分别是100、200 * 任务函数会连续执行，向队列发送数值100、200 * 优先级为1 */ xtaskcreate( vsendertask, sender1, 1000, ( void * ) 100, 1, null ); xtaskcreate( vsendertask, sender2, 1000, ( void * ) 200, 1, null ); /* 创建1个任务用于读队列 * 优先级为2, 高于上面的两个任务 * 这意味着队列一有数据就会被读走 */ xtaskcreate( vreceivertask, receiver, 1000, null, 2, null ); /* 启动调度器 */ vtaskstartscheduler(); } else { /* 无法创建队列 */ } /* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */ return 0;}/*-----------------------------------------------------------*//*-----------------------------------------------------------*/static void vsendertask( void *pvparameters ){ int32_t lvaluetosend; basetype_t xstatus; /* 我们会使用这个函数创建2个任务 * 这些任务的pvparameters不一样 */ lvaluetosend = ( int32_t ) pvparameters; /* 无限循环 */ for( ;; ) { /* 写队列 * xqueue: 写哪个队列 * &lvaluetosend: 写什么数据? 传入数据的地址, 会从这个地址把数据复制进队列 * 0: 不阻塞, 如果队列满的话, 写入失败, 立刻返回 */ xstatus = xqueuesendtoback( xqueue, &lvaluetosend, 0 ); if( xstatus != pdpass ) { printf( could not send to the queue.rn ); } }}/*-----------------------------------------------------------*/static void vreceivertask( void *pvparameters ){ /* 读取队列时, 用这个变量来存放数据 */ int32_t lreceivedvalue; basetype_t xstatus; const ticktype_t xtickstowait = pdms_to_ticks( 100ul ); /* 无限循环 */ for( ;; ) { /* 读队列 * xqueue: 读哪个队列 * &lreceivedvalue: 读到的数据复制到这个地址 * xtickstowait: 如果队列为空, 阻塞一会 */ xstatus = xqueuereceive( xqueue, &lreceivedvalue, xtickstowait ); if( xstatus == pdpass ) { /* 读到了数据 */ printf( received = %drn, lreceivedvalue ); } else { /* 没读到数据 */ printf( could not receive from the queue.rn ); } }}在这个程序中，有一个接收队列数据的任务，两个发送队列数据的任务，接收队列数据的任务优先级高，先执行，但是这时队列为空，触发该任务阻塞，这时低优先级的任务交替执行，向队列中发送数据，接收任务发现队列不为空后（解除触发的事件），立刻被唤醒从队列中读取数据并打印出来，实验结果和逻辑图如下：
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