使用队列传递复合数据类型

一个任务从单个队列中接收来自多个发送源的数据是经常的事。通常接收方收到数据后，需要知道数据的来源，并根据数据的来源决定下一步如何处理。一个简单的方式就是利用队列传递结构体，结构体成员中就包含了数据信息和来源信息，下图对这一方案进行了展现。

从图中可以看出：

创建一个队列用于保存类型为 xData 的结构体数据单元。结构体成员包括了一个数据值和表示数据含义的编码，两者合为一个消息可以一次性发送到队列。
中央控制任务用于完成主要的系统功能。其必须对队列中传来的输入和其它系统状态的改变作出响应。
CAN 总线任务用于封装 CAN 总线的接口功能。当 CAN 总线任务收到并解码一个消息后，其将把解码后的消息放到 xData 结构体中发往控制任务。结构体的 iMeaning成员用于让中央控制任务知道这个数据是用来干什么的— 从图中的描述可以看出，这个数据表示电机速度。结构体的 iValue 成员可以让中央控制任务知道电机的实际速度值。
人机接口(HMI)任务用于对所有的人机接口功能进行封装。设备操作员可能通过各种方式进行命令输入和参数查询，人机接口任务需要对这些操作进行检测并解析。当接收到一个新的命令后，人机接口任务通过 xData 结构将命令发送到中央控制任务。结构体的 iMeaning 成员用于让中央控制任务知道这个数据是用来干什么的 — 从图中的描述可以看出，这个数据表示一个新的参数设置。结构体的 iValue 成员可以让中央控制任务知道具体的设置值。

本例内容：

任务1、任务2优先级osPriorityLow（低）
任务3 优先级 osPriorityIdle（高）
写队列任务具有最高优先级，所以队列正常情况下一直是处于满状态。这是因为一旦读队列任务从队列中读走一个数据单元，某个写队列任务就会立即抢占读队列任务，把刚刚读走的位置重新写入，之后便又转入阻塞态以等待队列空间有效。
写队列任务指定了 100 毫秒的阻塞超时时间，以便在队列满时转入阻塞态以等待队列空间有效。进入阻塞态后，一旦队列空间有效，或是等待超过了 100 毫秒队列空间尚无效，其将解除阻塞。在本例中，将永远不会出现 100 毫秒超时的情况，因为读队列任务在不停地从队列中读出数据从而腾出队列数据空间。

代码实现

宏定义与变量

/* USER CODE END Header *//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */#define mainSENDER_1 0x01
#define mainSENDER_2 0x02/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Variables */extern osEvent event;typedef struct
{unsigned char ucValue;unsigned char ucSource;
} xData;static const xData xStructsToSend[ 2 ] =
{{ 100, mainSENDER_1 }, /* Used by Sender1. */{ 200, mainSENDER_2 }  /* Used by Sender2. */
};/* USER CODE END Variables */
osThreadId myTask01Handle;
osThreadId myTask02Handle;
osThreadId myTask03Handle;
osMessageQId myQueue01Handle;/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes *//* USER CODE END FunctionPrototypes */void StartTask01(void const * argument);
void StartTask02(void const * argument);
void StartTask03(void const * argument);void MX_FREERTOS_Init(void); /* (MISRA C 2004 rule 8.1) *//*** @brief  FreeRTOS initialization* @param  None* @retval None*/
void MX_FREERTOS_Init(void) {/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX *//* add mutexes, ... *//* USER CODE END RTOS_MUTEX *//* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES *//* add semaphores, ... *//* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES *//* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS *//* start timers, add new ones, ... *//* USER CODE END RTOS_TIMERS *//* Create the queue(s) *//* definition and creation of myQueue01 */osMessageQDef(myQueue01, 16, uint16_t);myQueue01Handle = osMessageCreate(osMessageQ(myQueue01), NULL);/* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES *//* add queues, ... *//* USER CODE END RTOS_QUEUES *//* Create the thread(s) *//* definition and creation of myTask01 */osThreadDef(myTask01, StartTask01, osPriorityLow, 0, 128);myTask01Handle = osThreadCreate(osThread(myTask01), NULL);/* definition and creation of myTask02 */osThreadDef(myTask02, StartTask02, osPriorityLow, 0, 128);myTask02Handle = osThreadCreate(osThread(myTask02), NULL);/* definition and creation of myTask03 */osThreadDef(myTask03, StartTask03, osPriorityIdle, 0, 128);myTask03Handle = osThreadCreate(osThread(myTask03), NULL);/* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS *//* add threads, ... *//* USER CODE END RTOS_THREADS */}

任务1代码

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask01 */
/*** @brief  Function implementing the myTask01 thread.* @param  argument: Not used * @retval None*/
/* USER CODE END Header_StartTask01 */
void StartTask01(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTask01 *//* Infinite loop */portBASE_TYPE xStatus;const portTickType xTicksToWait = 100/portTICK_RATE_MS;for(;;){xStatus = xQueueSendToBack( myQueue01Handle, &( xStructsToSend[0]), xTicksToWait );if(xStatus != pdPASS){printf("Could not send to the queue.\r\n");}taskYIELD();}/* USER CODE END StartTask01 */
}

任务2代码

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask02 */
/**
* @brief Function implementing the myTask02 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask02 */
void StartTask02(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTask02 *//* Infinite loop */portBASE_TYPE xStatus;const portTickType xTicksToWait = 100/portTICK_RATE_MS;for(;;){xStatus = xQueueSendToBack( myQueue01Handle, &( xStructsToSend[1]), xTicksToWait);if(xStatus != pdPASS){printf("Could not send to the queue.\r\n");}taskYIELD();}/* USER CODE END StartTask02 */
}

任务3代码

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask03 */
/**
* @brief Function implementing the myTask03 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask03 */
void StartTask03(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTask03 *//* Infinite loop */xData xReceivedStructure;portBASE_TYPE xStatus;for(;;){if( osMessageWaiting( myQueue01Handle ) != 16 ){printf( "Queue should have been empty!\r\n" );}xStatus = xQueueReceive( myQueue01Handle, &xReceivedStructure, 0 );if(xStatus == pdPASS){if(xReceivedStructure.ucSource == mainSENDER_1){printf("From Sender 1 = %d\r\n",xReceivedStructure.ucValue);}else if(xReceivedStructure.ucSource == mainSENDER_2){printf("From Sender 2 = %d\r\n",xReceivedStructure.ucValue);}}else{printf( "Could not receive from the queue.\r\n" );}}/* USER CODE END StartTask03 */
}

主程序代码

/*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* Call init function for freertos objects (in freertos.c) */MX_FREERTOS_Init();/* Start scheduler */osKernelStart();/* We should never get here as control is now taken by the scheduler *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

结果

写队列任务在每次循环中都主动进行任务切换，所以两个数据会被轮翻地写入到队列中。

不足之处请指出，有点帮助请鼓励！

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