队列集简介（了解）
队列集（Queue Set）是 FreeRTOS 中的一种数据结构，用于管理多个队列。它提供了一种有效的方式，通过单个 API 调用来操作和访问一组相关的队列。
在多任务系统中，任务之间可能需要共享数据，而这些数据可能存储在不同的队列中。队列集的作用就是为了更方便地管理这些相关队列，使得任务能够轻松地访问和处理多个队列的数据。
队列集的特点和用法：
- 集中管理多个队列：队列集允许你将多个相关联的队列组织在一起，方便集中管理。
- 单一 API 调用：通过单一的 API 调用，任务可以同时操作多个队列，而无需分别处理每个队列。
- 简化任务代码：对于需要处理多个相关队列的任务，使用队列集可以简化代码，提高可读性和维护性。
- 提高系统效率：在需要协同工作的任务之间共享和传递数据时，队列集可以提高系统的效率。
- 协同工作：任务可以更方便地协同工作，共享数据，实现更复杂的任务间通信和同步。
使用队列集时，你需要了解如何创建、添加和访问队列集，以及如何使用队列集 API 进行数据的发送和接收。队列集是 FreeRTOS 提供的一个强大工具，用于更灵活地组织和处理任务之间的数据流。
想象一下你有一个智能家居系统，有一个任务负责处理温度信息，另一个任务负责光照信息。你可能有两个队列，一个用于温度，一个用于光照。现在，通过队列集，你可以方便地管理这两个队列，让控制任务能够在需要时从这两个队列中获取信息，从而更智能地控制环境。
队列集相关API函数介绍（熟悉）
队列集相关函数：
| 函数 | 描述 |
| xQueueCreateSet() | 创建队列集 |
| xQueueAddToSet() | 队列添加到队列集中 |
| xQueueRemoveFromSet() | 从队列集中移除队列 |
| xQueueSelectFromSet() | 获取队列集中有有效消息的队列 |
| xQueueSelectFromSetFromISR() | 在中断中获取队列集中有有效消息的队列 |
队列集操作实验（掌握）实验目标
学习使用 FreeRTOS 的队列集相关函数：
- start_task：用来创建其他2个任务，并创建队列集、队列/信号量，将队列/信号量添加到队列集中。
- task1：用于扫描按键，当KEY1按下，往队列写入数据，当KEY2按下，释放二值信号量。
- task2：读取队列集中的消息，并打印。
#define configUSE_QUEUE_SETS 1FreeRTOSConfig.h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
#include "semphr.h" //信号量相关的头文件
/* 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);
/* 队列句柄 */
QueueHandle_t queue1;
QueueHandle_t sem_handle;
QueueSetHandle_t queue_set_handle;
/**
* @description: 启动FreeRTOS
* @return {*}
*/
void freertos_start(void)
{
BaseType_t res = 0;
/* 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");
}
/* 创建二值信号量，创建完不主动释放 */
sem_handle = xSemaphoreCreateBinary();
if (sem_handle != NULL)
{
printf("二值信号量创建成功\r\n");
}
else
{
printf("二值信号量创建失败\r\n");
}
/* 创建队列集 */
queue_set_handle = xQueueCreateSet(2);
if (queue_set_handle != NULL)
{
printf("创建队列集成功\r\n");
}
/* 将队列、信号量添加到队列集中：添加时，队列/信号量 需要为空 */
res = xQueueAddToSet(queue1, queue_set_handle);
if (res == pdPASS)
{
printf("queue1添加到队列集成功\r\n");
}
res = xQueueAddToSet(sem_handle, queue_set_handle);
if (res == pdPASS)
{
printf("二值信号量添加到队列集成功\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);
/* 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：用于扫描按键，当KEY1按下，往队列写入数据，当KEY2按下，释放二值信号量。
* @param {void} *pvParameters
* @return {*}
*/
void task1(void *pvParameters)
{
uint8_t key = 0;
uint8_t res = 0;
while (1)
{
key = Key_Detect();
if (key == KEY1_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 == KEY2_PRESS)
{
/* 释放信号量 */
res = xSemaphoreGive(sem_handle);
if (res == pdPASS)
{
printf("释放信号量成功\r\n");
}
else
{
printf("释放信号量失败\r\n");
}
}
vTaskDelay(500);
}
}
/**
* @description: 任务二：读取队列集中的消息，并打印
* @param {void} *pvParameters
* @return {*}
*/
void task2(void *pvParameters)
{
QueueSetMemberHandle_t member_handle;
uint8_t receive = 0;
uint8_t res = 0;
while (1)
{
/* 查看哪个队列有数据来了 */
member_handle = xQueueSelectFromSet(queue_set_handle, portMAX_DELAY);
/* 根据对应的队列，去获取数据 */
if (member_handle == queue1)
{
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");
}
}
else if (member_handle == sem_handle)
{
res = xSemaphoreTake(sem_handle,portMAX_DELAY);
if(res == pdPASS)
{
printf("获取信号量成功\r\n");
}
}
else
{
printf("从队列集获取信息失败\r\n");
}
}
}
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