队列简介（了解）
队列是任务间通信的主要形式。 它们可以用于在任务之间以及中断和任务之间发送消息。
队列是线程安全的数据结构，任务可以通过队列在彼此之间传递数据。有以下关键特点：
- FIFO顺序：队列采用先进先出 (FIFO) 的顺序，即先发送的消息会被先接收。
- 线程安全：队列操作是原子的，确保在多任务环境中的数据完整性。
- 阻塞和非阻塞操作：任务可以通过阻塞或非阻塞的方式发送和接收消息。如果队列满了或者为空，任务可以选择等待直到有空间或者数据可用，或者立即返回。
- 优先级继承：FreeRTOS 支持基于优先级的消息传递，确保高优先级任务在队列操作期间不会被低优先级任务阻塞。
- 可变长度项：队列中的项可以是不同长度的数据块，而不是固定大小。
使用队列，任务可以通过发送消息来共享信息，从而更好地协调和同步系统中的不同部分。
队列相关API函数介绍（熟悉）创建队列
| 函数 | 描述 |
| xQueueCreate() | 动态方式创建队列 |
| xQueueCreateStatic() | 静态方式创建队列 |
动态创建队列时，FreeRTOS会在运行时从其内置的堆中为队列分配所需的内存空间。这种方式更加灵活，允许系统根据需要动态调整内存。
相反，静态创建队列要求用户在编译时手动为队列分配内存，而不依赖于FreeRTOS的堆管理。这使得内存的分配在编写代码时就能确定，因此在资源受限或对内存使用有严格要求的嵌入式系统中可能更为合适。
总体而言，动态创建提供了更大的灵活性，但可能会增加堆管理的复杂性。静态创建则更为直观，适用于在编译时就能确定内存分配的情况。选择使用哪种方式通常取决于系统的需求和设计考虑。
往队列写入消息
| 函数 | 描述 |
| xQueueSend() | 往队列的尾部写入消息 |
| xQueueSendToBack() | 同 xQueueSend() |
| xQueueSendToFront() | 往队列的头部写入消息 |
| xQueueOverwrite() | 覆写队列消息（只用于队列长度为 1 的情况） |
| xQueueSendFromISR() | 在中断中往队列的尾部写入消息 |
| xQueueSendToBackFromISR() | 同 xQueueSendFromISR() |
| xQueueSendToFrontFromISR() | 在中断中往队列的头部写入消息 |
| xQueueOverwriteFromISR() | 在中断中覆写队列消息（只用于队列长度为 1 的情况） |
从队列读取消息
| 函数 | 描述 |
| xQueueReceive() | 从队列头部读取消息，并删除消息 |
| xQueuePeek() | 从队列头部读取消息 |
| xQueueReceiveFromISR() | 在中断中从队列头部读取消息，并删除消息 |
| xQueuePeekFromISR() | 在中断中从队列头部读取消息 |
队列操作实验（掌握）实验目标
学习使用 FreeRTOS的队列相关函数，包括创建队列、入队和出队操作：
- start_task：用来创建其他的3个任务。
- task1：当按键key1或key2按下，将键值拷贝到队列queue1（入队）；当按键key3按下，将传输大数据，这里拷贝大数据的地址到队列big_queue中。
- task2：读取队列queue1中的消息（出队），打印出接收到的键值。
- task3：从队列big_queue读取大数据地址，通过地址访问大数据。
freertos_demo.c代码清单
#include "freertos_demo.h"
/* freertos相关的头文件，必须的 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h" //队列相关的头文件
/* 需要用到的其他头文件 */
#include "LED.h"
#include "Key.h"
/* 启动任务的配置 */
#define START_TASK_STACK 128
#define START_TASK_PRIORITY 1
TaskHandle_t start_task_handle;
void start_task(void *pvParameters);
/* 任务1的配置 */
#define TASK1_STACK 128
#define TASK1_PRIORITY 2
TaskHandle_t task1_handle;
void task1(void *pvParameters);
/* 任务2的配置 */
#define TASK2_STACK 128
#define TASK2_PRIORITY 3
TaskHandle_t task2_handle;
void task2(void *pvParameters);
/* 任务3的配置 */
#define TASK3_STACK 128
#define TASK3_PRIORITY 4
TaskHandle_t task3_handle;
void task3(void *pvParameters);
/* 队列句柄 */
QueueHandle_t queue1;
QueueHandle_t big_queue;
/**
* @description: 启动FreeRTOS
* @return {*}
*/
void freertos_start(void)
{
/* 在创建任务之前，先创建好需要的队列 */
/* 创建一个存放KEY值编号的小队列queue1 */
queue1 = xQueueCreate(2, sizeof(uint8_t));
if (queue1 != NULL)
{
printf("queue1创建成功\r\n");
}
else
{
printf("queue1创建失败\r\n");
}
/* 创建一个存放大数据的队列big_queue ===> 存放地址就好 */
big_queue = xQueueCreate(1, sizeof(char *));
if (big_queue != NULL)
{
printf("big_queue创建成功\r\n");
}
else
{
printf("big_queue创建失败\r\n");
}
/* 1.创建一个启动任务 */
xTaskCreate((TaskFunction_t)start_task, // 任务函数的地址
(char *)"start_task", // 任务名字符串
(configSTACK_DEPTH_TYPE)START_TASK_STACK, // 任务栈大小，默认最小128，单位4字节
(void *)NULL, // 传递给任务的参数
(UBaseType_t)START_TASK_PRIORITY, // 任务的优先级
(TaskHandle_t *)&start_task_handle); // 任务句柄的地址
/* 2.启动调度器:会自动创建空闲任务 */
vTaskStartScheduler();
}
/**
* @description: 启动任务：用来创建其他Task
* @param {void} *pvParameters
* @return {*}
*/
void start_task(void *pvParameters)
{
/* 进入临界区:保护临界区里的代码不会被打断 */
taskENTER_CRITICAL();
/* 创建3个任务 */
xTaskCreate((TaskFunction_t)task1,
(char *)"task1",
(configSTACK_DEPTH_TYPE)TASK1_STACK,
(void *)NULL,
(UBaseType_t)TASK1_PRIORITY,
(TaskHandle_t *)&task1_handle);
xTaskCreate((TaskFunction_t)task2,
(char *)"task2",
(configSTACK_DEPTH_TYPE)TASK2_STACK,
(void *)NULL,
(UBaseType_t)TASK2_PRIORITY,
(TaskHandle_t *)&task2_handle);
xTaskCreate((TaskFunction_t)task3,
(char *)"task3",
(configSTACK_DEPTH_TYPE)TASK3_STACK,
(void *)NULL,
(UBaseType_t)TASK3_PRIORITY,
(TaskHandle_t *)&task3_handle);
/* 启动任务只需要执行一次即可，用完就删除自己 */
vTaskDelete(NULL);
/* 退出临界区 */
taskEXIT_CRITICAL();
}
/**
* @description: 任务一：当按键key1或key2按下，将键值拷贝到队列queue1（入队）；当按键key3按下，将传输大数据，这里拷贝大数据的地址到队列big_queue中
* @param {void} *pvParameters
* @return {*}
*/
void task1(void *pvParameters)
{
char *big_data = "大大大大大fdsahjkghasdjh123412412#!@@$!!@Z%$%&%&&#$dashjfhasdjkfhjsdafhjkdashfjkasdhjk";
uint8_t key = 0;
uint8_t res = 0;
while (1)
{
key = Key_Detect();
if (key == KEY1_PRESS || key == KEY2_PRESS)
{
/* 将key的编号写入queue1 */
res = xQueueSend(queue1, &key, portMAX_DELAY);
if (res == pdPASS)
{
printf("往queue1发送数据[%d]成功\r\n", key);
}
else
{
printf("往queue1发送数据失败\r\n");
}
}
else if (key == KEY3_PRESS)
{
/* 将大数据的地址发送到big_queue */
res = xQueueSend(big_queue, &big_data, portMAX_DELAY);
if (res == pdPASS)
{
printf("往big_queue发送数据成功\r\n");
}
else
{
printf("往big_queue发送数据失败\r\n");
}
}
vTaskDelay(500);
}
}
/**
* @description: 任务二：读取队列queue1中的消息（出队），打印出接收到的键值
* @param {void} *pvParameters
* @return {*}
*/
void task2(void *pvParameters)
{
uint8_t receive = 0;
uint8_t res = 0;
while (1)
{
res = xQueueReceive(queue1, &receive, portMAX_DELAY);
if (res == pdPASS)
{
printf("task2从queue1成功读取数据[%d]\r\n", receive);
}
else
{
printf("task2从queue1读取数据失败\r\n");
}
}
}
/**
* @description: 任务三：从队列big_queue读取大数据地址，通过地址访问大数据
* @param {void} *pvParameters
* @return {*}
*/
void task3(void *pvParameters)
{
uint8_t key = 0;
char * receive_buff;
uint8_t res = 0;
while (1)
{
res = xQueueReceive(big_queue, &receive_buff, portMAX_DELAY);
if (res == pdPASS)
{
printf("task3从big_queue成功读取数据[%s]\r\n", receive_buff);
}
else
{
printf("task3从big_queue读取数据失败\r\n");
}
}
}
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