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STM32---FreeRTS队列集

news 来源：原创 2025/8/16 11:51:34

一、简介

一个队列只允许任务间传递的消息为同一种数据类型，如果需要在任务间传递不同数据类型的消息时，那么就可以使用队列集！

作用：用于对多个队列或信号量进行“监听”，其中不管哪一个消息到来，都可让任务退出阻塞状态。

举例：假设：有个接收任务，使用到队列接收和信号量的获取，如下：

二、相关API函数

使用流程：

三、实验

四、代码

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "freertos_demo.h"
#include "Delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"int main(void){	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组 4 uart_init(115200);	 delay_init();Key_Init();LED_Init();// 创建任务FrrrRTOS_Demo();}

freertos_demo.c

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"
#include "semphr.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"/******************************************************************任务配置****************************************************/
//任务优先级
#define START_TASK_PRIO					1
//任务堆栈大小	
#define START_TASK_STACK_SIZE 	128  
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);//任务优先级
#define TASK1_PRIO							2
//任务堆栈大小	
#define TASK1_STACK_SIZE 				128  
//任务句柄
TaskHandle_t Task1_Handler;
//任务函数
void task1(void *pvParameters);//任务优先级
#define TASK2_PRIO							3
//任务堆栈大小	
#define TASK2_STACK_SIZE 				128  
//任务句柄
TaskHandle_t Task2_Handler;
//任务函数
void task2(void *pvParameters);/******************************************************************任务函数****************************************************/
QueueSetHandle_t	queueset_handle;QueueHandle_t			queue_handle; 							QueueHandle_t			semaphore_handle;void FrrrRTOS_Demo(void)
{//创建开始任务xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            			//任务函数( char*         )"start_task",          			//任务名称(uint16_t       )START_TASK_STACK_SIZE, 			//任务堆栈大小(void*          )NULL,                  			//传递给任务函数的参数(UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       			//任务优先级(TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   			//任务句柄 // 启动任务调度vTaskStartScheduler();}void start_task(void *pvParameters)
{taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区/*创建队列集*/queueset_handle = xQueueCreateSet(2);if(queueset_handle != NULL){printf("\r\nqueueset_handle队列集创建成功！\r\n");}else{ printf("queueset_handle队列集创建失败！\r\n");	}/*创建队列*/		queue_handle = xQueueCreate(2, sizeof(uint8_t));if(queue_handle != NULL){printf("\r\nkey_queue队列创建成功!\r\n");}else{ printf("key_queue队列创建失败!\r\n");	}/*创建二值信号量*/			semaphore_handle = xSemaphoreCreateBinary();/*将队列和二值信号量添加到队列集当中*/			xQueueAddToSet(queue_handle,queueset_handle);xQueueAddToSet(semaphore_handle,queueset_handle);		     //创建1任务xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,     	(const char*    )"task1",   	(uint16_t       )TASK1_STACK_SIZE, (void*          )NULL,				(UBaseType_t    )TASK1_PRIO,	(TaskHandle_t*  )&Task1_Handler); //创建2任务xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,     (const char*    )"task2",   (uint16_t       )TASK2_STACK_SIZE, (void*          )NULL,(UBaseType_t    )TASK2_PRIO,(TaskHandle_t*  )&Task2_Handler);    vTaskDelete(NULL); 							//删除开始任务taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}//1 实现队列写入和信号量释放函数
void task1(void *pvParameters)
{uint8_t		 key = 0;BaseType_t err = 0;while(1){key = Key_GetNum();if(key == 2){err = xQueueSend(queue_handle,&key,portMAX_DELAY);if(err == pdPASS){printf("往队列queue_handle写入数据成功\r\n");}}else if(key == 3){err = xSemaphoreGive(semaphore_handle);if(err == pdPASS){printf("信号量semaphore_handle释放成功\r\n");}			}vTaskDelay(10);}
}// 任务2 获取队列集消息函数
void task2(void *pvParameters)
{QueueSetMemberHandle_t member_handle;uint8_t key;// 任务主循环while (1){member_handle = xQueueSelectFromSet(queueset_handle,portMAX_DELAY);if(member_handle == queue_handle){xQueueReceive(member_handle,&key,portMAX_DELAY);printf("获取到的队列数据： %d\r\n",key);}else if(member_handle == semaphore_handle){xSemaphoreTake(member_handle,portMAX_DELAY); printf("获取信号量成功！\r\n");}}
}

key.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "usart.h"
#include "Delay.h"/*** 函    数：按键初始化* 参    数：无* 返 回 值：无* 按键：PB4/PB12/PB14*/
void Key_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_14;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);						
}/*** 函    数：按键获取键码* 参    数：无* 返 回 值：按下按键的键码值，范围：0~3，返回0代表没有按键按下* 注意事项：此函数是阻塞式操作，当按键按住不放时，函数会卡住，直到按键松手*/
uint8_t Key_GetNum(void)
{uint8_t KeyNum = 0;																				//定义变量，默认键码值为0if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) == 0)			  //读PB4输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键1按下{KeyNum= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4);delay_xms(20);																					//延时消抖while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) == 0);	//等待按键松手delay_xms(20);																					//延时消抖KeyNum = 1;																							//置键码为1}if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12) == 0)			{KeyNum= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12);delay_xms(20);											while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_12) == 0);	delay_xms(20);									KeyNum = 2;											}if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0)			{KeyNum= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14);delay_xms(20);											while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0);	delay_xms(20);									KeyNum = 3;											}return KeyNum;																						//返回键码值，如果没有按键按下，所有if都不成立，则键码为默认值0
}

五、实验解析

注意：任务2优先级比任务1高，所以先打印获取队列数据和获取成功，然后才会打印写入成功和释放成功；

六、重点

创建队列集函数：

QueueSetHandle_t xQueueCreateSet( const UBaseType_t uxEventQueueLength )；

往队列集添加队列：

BaseType_t xQueueAddToSet( QueueSetMemberHandle_t xQueueOrSemaphore,
QueueSetHandle_t xQueueSet ) ；

从队列集中移除队列：

BaseType_t xQueueRemoveFromSet( QueueSetMemberHandle_t xQueueOrSemaphore , QueueSetHandle_t xQueueSet );

在任务中获取有效队列集消息的队列：

QueueSetMemberHandle_t xQueueSelectFromSet( QueueSetHandle_t xQueueSet, TickType_t const xTicksToWait )；

STM32---FreeRTS队列集

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