引言

我們在裸機開發中，每個函數之間進行數據通信往往采用全局變量。而在嵌入式開發中。我們在進行進程間通信的時候，往往采用消息隊列。對于操作系統來說，消息隊列是非常重要的一個數據結構。本文將介紹一下，如何使用消息隊列進行通信。

介紹

消息隊列概念

隊列又稱消息隊列，是一種常用于任務間通信的數據結構，隊列可以在任務與任務間、中斷和任務間傳遞信息，實現了任務接收來自其他任務或中斷的不固定長度的消息，任務能夠從隊列里面讀取消息，當隊列中的消息是空時，讀取消息的任務將被阻塞，用戶還可以指定阻塞的任務時間 xTicksToWait，在這段時間中，如果隊列為空，該任務將保持阻塞狀態以等待隊列數據有效。當隊列中有新消息時，被阻塞的任務會被喚醒并處理新消息；當等待的時間超過了指定的阻塞時間，即使隊列中尚無有效數據，任務也會自動從阻塞態轉為就緒態。消息隊列是一種異步的通信方式。

在FreeRTOS中的消息隊列函數

1. 設定消息隊列的格式：osMessageQDef(myQueue, len, size);

• myQueue是消息隊列的名稱。
• len是消息隊列的長度（有幾個消息）
• size是每個消息的大小，也就是每個元素的格式

2. 創建消息：osMessageCreate(osMessageQ(myQueue01), NULL);

   創建消息的函數，實際上是調用了FreeRTOS的osMessageCreate()函數，只不過HAL庫進行了封裝。

3. 向消息隊列發送消息

   我們這里來介紹在中斷中發送消息。使用函數xQueueSendFromISR(QueueHandle,&Res,time);

   其中：

• QueueHandle：消息隊列的句柄
• &Res:要發送的數據的地址
• time：阻塞時間，就是如果消息隊列滿的時候，任務應該阻塞多久

4. 接收消息隊列中的消息

   xQueueReceive(QueueHandle,&queue_buffer,time);

• QueueHandle：消息隊列的句柄
• &queue_buffer:接收的消息要存放在的地址
• time：阻塞時間，就是如果消息隊列空的時候，任務應該阻塞多久

5. 查詢消息隊列中消息的數量

   uxQueueMessagesWaiting(myQueue01Handle)，可以返回消息隊列（句柄為myQueue01Handle）中消息的數量，返回值為整數。

實例

需求分析

此樣例我們使用PC充當上位機，上位機發送數據后，在串口中斷函數中將接收到的PC數據發送在消息隊列myQueue01Handle中，之后在一個接收線程中接收這個消息的內容，并通過串口將接受到的消息的大小和內容輸出出來。

發送消息

當上位機PC下發數據后，串口中斷函數將接收到的數據發送在消息隊列中。

void USART3_IRQHandler(void)
{
	uint8_t Res;
if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_RXNE)!=RESET)//檢測到有單個字節的中斷
{
	HAL_UART_Receive(&huart3,&Res,1,0Xffff); 
	xQueueSendFromISR(myQueue01Handle,&Res,0)//發送消息
}
else if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart3,UART_FLAG_IDLE)!=RESET)//空閑中斷（代表這一幀數據傳輸完了）
{
	printf(" Receive a frame data.");
	__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart3)
}

接收消息

我們創建一個任務，此任務的重要功能就是接收消息隊列中的消息。我們將接受到的消息的大小和內容通過串口發送出來。沒有消息的時候，一直實現LED的閃爍。

void LEDToggleTesk(void const * argument)
{
  /* USER CODE BEGIN LEDToggleTesk */
  BaseType_t xReturn=pdTRUE;//定義一個創建消息返回值，默認為pdTRUE
  UBaseType_t num_queue ;
  uint8_t Res[20];//存放我們接收到的一包數據
  uint8_t queue_buffer;
  int i=0;//接收數組下標
  for(;;)
  {
    i=0;
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5);
    num_queue=uxQueueMessagesWaiting(myQueue01Handle);//獲取消息隊列中有多少數據
    while(num_queue--)
    {
      xReturn=xQueueReceive(myQueue01Handle,&queue_buffer,0);//將消息隊列中的數據放在queue_buffer中
      if(xReturn)
      Res[i++]=queue_buffer;  
    }
    if(i!=0)
    printf(" count %d,LEDTask Receive %s",i,Res);//輸出接收消息的大小和內容
    osDelay(500);
  }
}

現象

PC端發送123456789，MCU回復

Receive a frame data

count 8,LEDTask Receive 12345678