（学习日记）2024.04.01：UCOSIII第二十九节：消息队列实验

2024-04-04 12:56:02
开发
17

写在前面：
由于时间的不足与学习的碎片化，写博客变得有些奢侈。
但是对于记录学习（忘了以后能快速复习）的渴望一天天变得强烈。
既然如此
不如以天为单位，以时间为顺序，仅仅将博客当做一个知识学习的目录，记录笔者认为最通俗、最有帮助的资料，并尽量总结几句话指明本质，以便于日后搜索起来更加容易。

标题的结构如下：“类型”：“知识点”——“简短的解释”
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2024.04.01：UCOSIII第二十八节：消息队列实验

四十三、UCOSIII：消息队列实验

四十三、UCOSIII：消息队列实验

1、消息队列使用注意事项

在使用μC/OS提供的消息队列函数的时候，需要了解以下几点：

使用OSQPend()、OSQPost()等这些函数之前应先创建需消息队列，并根据队列句柄（队列控制块）进行操作。
队列读取采用的是先进先出（FIFO）模式，会先读取先存储在队列中的数据。当然也μC/OS也支持后进先出（LIFO）模式，那么读取的时候就会读取到后进队列的数据。
无论是发送或者是接收消息都是以数据引用的方式进行。
队列是具有自己独立权限的内核对象，并不属于任何任务。所有任务都可以向同一队列写入和读出。一个队列由多任务或中断写入是经常的事，但由多个任务读出倒是用的比较少。
消息的传递实际上只是传递传送内容的指针和传送内容的字节大小。这在使用消息队列的时候就要注意了，获取消息之前不能释放存储在消息中的指针内容，比如中断定义了一个局部变量，然后将其地址放在消息中进行传递，中断退出之前消息并没有被其他任务获取，退出中断的时候 CPU已经释放了中断中的这个局部变量，后面任务获取这个地址的内容就会出错。所以一定要保证在获取内容地址之前不能释放内容这个内存单元。有三种方式可以避免这种情况：

将变量定义为静态变量，即在其前面加上 static，这样内存单元就不会被释放。
将变量定义为全局变量。
将要传递的内容当做指针传递过去。比如地址 0x12345678存放一个变量的值为 5，常规是把0x12345678这个地址传递给接收消息的任务，任务接收到这个消息后，取出这个地址的内容 5。
但是如果我们把 5 当做“地址”传递给任务，最后接收消息的任务直接拿着这个“地址”当做内容去处理即可。不过这种方法不能传递结构体等比较复杂的数据结构，因为消息中存放地址的变量内存大小是有限的（一个指针大小）。

2、消息队列实验

消息队列实验是在μC/OS中创建了两个任务AppTaskPost()和 AppTaskPend()。

任务 AppTaskPost() 用于发送消息。
任务 AppTaskPend()用于接收消息。

两个任务独立运行，并把接收到的消息通过串口调试助手打印出来。

#include <includes.h>

/**************************************************************************
                                    LOCAL DEFINES
**************************************************************************/
OS_Q queue;                             //声明消息队列

/**************************************************************************
                                        TCB
************************************************************************/

static  OS_TCB   AppTaskStartTCB;      //任务控制块
static  OS_TCB   AppTaskPostTCB;
static  OS_TCB   AppTaskPendTCB;

/*************************************************************************
                                         STACKS
************************************************************************/

static  CPU_STK  AppTaskStartStk[APP_TASK_START_STK_SIZE];       //任务栈
static  CPU_STK  AppTaskPostStk [ APP_TASK_POST_STK_SIZE ];
static  CPU_STK  AppTaskPendStk [ APP_TASK_PEND_STK_SIZE ];

/*************************************************************************
                                  FUNCTION PROTOTYPES
*************************************************************************/

static  void  AppTaskStart  (void *p_arg);               //任务函数声明
static  void  AppTaskPost   ( void * p_arg );
static  void  AppTaskPend   ( void * p_arg );

/*
***********************************************************************
*                                                main()
*
* Description : This is the standard entry point for C code.  It is assumed that
*    your code will call main() once you have performed all necessary
*   initialization.
* Arguments   : none
*
* Returns     : none
**************************************************************************/

int  main (void)
{
    OS_ERR  err;
    OSInit(&err);                                     //初始化 μC/OS-III

    /* 创建起始任务 */
    OSTaskCreate((OS_TCB     *)&AppTaskStartTCB,       //任务控制块地址
                (CPU_CHAR   *)"App Task Start",             //任务名称
                (OS_TASK_PTR ) AppTaskStart,                  //任务函数
                (void       *) 0,
                //传递给任务函数（形参p_arg）的实参
                (OS_PRIO     ) APP_TASK_START_PRIO,         //任务的优先级
                (CPU_STK    *)&AppTaskStartStk[0],
                //任务栈的基地址
                (CPU_STK_SIZE) APP_TASK_START_STK_SIZE / 10,
                //任务栈空间剩下1/10时限制其增长
                (CPU_STK_SIZE) APP_TASK_START_STK_SIZE,
                //任务栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）
                (OS_MSG_QTY  ) 5u,
                //任务可接收的最大消息数
                (OS_TICK     ) 0u,
                //任务的时间片节拍数（0表默认值OSCfg_TickRate_Hz/10）
                (void       *) 0,
                //任务扩展（0表不扩展）
                (OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                (OS_ERR     *)&err);  //返回错误类型

    OSStart(&err);
    //启动多任务管理（交由μC/OS-III控制）

}


/*************************************************************************
*                         STARTUP TASK
*
* Description : This is an example of a startup task.  As mentioned in
* the book's text, you MUST initialize the ticker only once mu
*           ltitasking has started.
* Arguments   : p_arg   is the argument passed to 'AppTaskStart()' by
*           'OSTaskCreate()'.
* Returns     : none
*
* Notes       : 1) The first line of code is used to prevent a compiler
        warning because 'p_arg' is not
*                  used.  The compiler should not generate any code for
this statement.
***********************************************************
*/

static  void  AppTaskStart (void *p_arg)
{
    CPU_INT32U  cpu_clk_freq;
    CPU_INT32U  cnts;
    OS_ERR      err;


    (void)p_arg;

    BSP_Init();                                    //板级初始化
    CPU_Init();
    //初始化 CPU组件（时间戳、关中断时间测量和主机名）

    cpu_clk_freq = BSP_CPU_ClkFreq();
    //获取 CPU内核时钟频率（SysTick 工作时钟）
    cnts = cpu_clk_freq / (CPU_INT32U)OSCfg_TickRate_Hz;
    //根据用户设定的时钟节拍频率计算 SysTick 定时器的计数值
    OS_CPU_SysTickInit(cnts);
    //调用 SysTick初始化函数，设置定时器计数值和启动定时器

    Mem_Init();
    //初始化内存管理组件（堆内存池和内存池表）

#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
    //如果启用（默认启用）了统计任务
    OSStatTaskCPUUsageInit(&err);
    //计算没有应用任务（只有空闲任务）运行时 CPU的（最大）

#endif//容量（决定 OS_Stat_IdleCtrMax的值，为后面计算 CPU使用率使用）。
    CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
    //复位（清零）当前最大关中断时间


    /* 创建消息队列 queue */
    OSQCreate ((OS_Q         *)&queue,            //指向消息队列的指针
                (CPU_CHAR     *)"Queue For Test",  //队列的名字
                (OS_MSG_QTY    )20,                //最多可存放消息的数目
                (OS_ERR       *)&err);             //返回错误类型


    /* 创建 AppTaskPost 任务 */
    OSTaskCreate((OS_TCB     *)&AppTaskPostTCB,           //任务控制块地址
                (CPU_CHAR   *)"App Task Post",           //任务名称
                (OS_TASK_PTR ) AppTaskPost,             //任务函数
                (void       *) 0,
                //传递给任务函数（形参p_arg）的实参
                (OS_PRIO     ) APP_TASK_POST_PRIO,  //任务的优先级
                (CPU_STK    *)&AppTaskPostStk[0],
                //任务栈的基地址
                (CPU_STK_SIZE) APP_TASK_POST_STK_SIZE / 10,
                //任务栈空间剩下1/10时限制其增长
                (CPU_STK_SIZE) APP_TASK_POST_STK_SIZE,
                //任务栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）
                (OS_MSG_QTY  ) 5u,
                //任务可接收的最大消息数
                (OS_TICK     ) 0u,
                //任务的时间片节拍数（0表默认值OSCfg_TickRate_Hz/10）
                (void       *) 0,
                //任务扩展（0表不扩展）
                (OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                (OS_ERR     *)&err);                   //返回错误类型

    /* 创建 AppTaskPend 任务 */
    OSTaskCreate((OS_TCB     *)&AppTaskPendTCB,           //任务控制块地址
                (CPU_CHAR   *)"App Task Pend",               //任务名称
                (OS_TASK_PTR ) AppTaskPend,                //任务函数
                (void       *) 0,
                //传递给任务函数（形参p_arg）的实参
                (OS_PRIO     ) APP_TASK_PEND_PRIO,//任务的优先级
                (CPU_STK    *)&AppTaskPendStk[0],
                //任务栈的基地址
                (CPU_STK_SIZE) APP_TASK_PEND_STK_SIZE / 10,
                //任务栈空间剩下1/10时限制其增长
                (CPU_STK_SIZE) APP_TASK_PEND_STK_SIZE,
                //任务栈空间（单位：sizeof(CPU_STK)）
                (OS_MSG_QTY  ) 5u,
                //任务可接收的最大消息数
                (OS_TICK     ) 0u,
                //任务的时间片节拍数（0表默认值OSCfg_TickRate_Hz/10）
                (void       *) 0,
                //任务扩展（0表不扩展）
                (OS_OPT      )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                (OS_ERR     *)&err);                     //返回错误类型

    OSTaskDel ( & AppTaskStartTCB, & err );
    //删除起始任务本身，该任务不再运行


}


/************************************************************************
                                     POST TASK
***********************************************************************/
static  void  AppTaskPost ( void * p_arg )
{
    OS_ERR      err;
    (void)p_arg;

    while (DEF_TRUE)                            //任务体
    {
        /* 发布消息到消息队列 queue */
        OSQPost ((OS_Q        *)&queue,          //消息变量指针
                (void        *)"Fire μC/OS-III",
                //要发送的数据的指针，将内存块首地址通过队列“发送出去”
                (OS_MSG_SIZE  )sizeof ( "Fire μC/OS-III" ),//数据字节大小
                (OS_OPT       )OS_OPT_POST_FIFO | OS_OPT_POST_ALL,
                //先进先出和发布给全部任务的形式
                (OS_ERR      *)&err);               //返回错误类型

        OSTimeDlyHMSM ( 0, 0, 0, 500, OS_OPT_TIME_DLY, & err );
    }
}


/*************************************************************************
                                     PEND TASK
*************************************************************************/
static  void  AppTaskPend ( void * p_arg )
{
    OS_ERR      err;
    OS_MSG_SIZE msg_size;
    CPU_SR_ALLOC(); //使用到临界段（在关/开中断时）时必须用到该宏，该宏声明和
    //定义一个局部变量，用于保存关中断前的 CPU 状态寄存器
    // SR（临界段关中断只需保存SR），开中断时将该值还原。
    char * pMsg;
    (void)p_arg;

    while (DEF_TRUE)                                         //任务体
    {
        /* 请求消息队列 queue 的消息 */
        pMsg = OSQPend ((OS_Q         *)&queue,          //消息变量指针
                        (OS_TICK       )0,               //等待时长为无限
                        (OS_OPT        )OS_OPT_PEND_BLOCKING,
                        //如果没有获取到信号量就等待
                        (OS_MSG_SIZE  *)&msg_size,     //获取消息的字节大小
                        (CPU_TS       *)0,         //获取任务发送时的时间戳
                        (OS_ERR       *)&err);         //返回错误

        if ( err == OS_ERR_NONE )                       //如果接收成功
        {
            OS_CRITICAL_ENTER();                      //进入临界段
            printf ( "\r\n接收消息的长度：%d字节，内容：%s\r\n", msg_size, pMsg );
            OS_CRITICAL_EXIT();
        }
    }
}

3、消息队列实验现象

将程序编译好，用USB线连接计算机和开发板的USB接口（对应丝印为USB转串口），用DAP仿真器把配套程序下载到野火STM32开发板。
在计算机上打开串口调试助手，然后复位开发板就可以在调试助手中看到串口的打印信息，具体如下
在这里插入图片描述

原文地址:https://blog.csdn.net/qq_36769966/article/details/137364847 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1775749141276790784.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

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