12.1 核心知识点

队列集概述：

队列集（Queue Set）是 FreeRTOS 中的一种数据结构，用于管理多个队列。

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。

相关宏

configUSE_QUEUE_SETS

相关类型：

QueueSetHandle_t
QueueSetMemberHandle_t

相关函数

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

12.2 案例

① 需求

创建1个队列，创建1个二进制信号量，将二者添加到队列集

task1：当按键 SW3 按下，往队列写入数据，当按键 SW4 按下，释放二进制信号量。
task2：读取队列集中的消息，并打印。

② 代码

FreeRTOSConfig.h

添加配置项：

// 启用队列集
#define configUSE_QUEUE_SETS 1

App_Task.c

#include "App_Task.h"

// 任务1 ------------------------------------
// 任务1函数的原型
void task1_callback(void *pvParameters);
// 任务1名称
#define TASK1_NAME "task1"
// 任务1堆栈大小
#define TASK1_STACK_SIZE 128
// 任务1的优先级
#define TASK1_PRIORITY 1
// 任务1的句柄
TaskHandle_t task1_handle;

// 任务2 ------------------------------------
// 任务2函数的原型
void task2_callback(void *pvParameters);
// 任务2名称
#define TASK2_NAME "task2"
// 任务2堆栈大小
#define TASK2_STACK_SIZE 128
// 任务2的优先级
#define TASK2_PRIORITY 2
// 任务2的句柄
TaskHandle_t task2_handle;

// 定义队列的句柄
QueueHandle_t queue_handle;
// 定义二进制信号量的句柄
SemaphoreHandle_t binary_semaphore_handle;
// 定义对列集的句柄
QueueSetHandle_t queue_set_handle;

/**
 * @brief 启动 FreeRTOS 任务管理
 *
 */
void App_Task_Start(void)
{
    // 进入临界区
    taskENTER_CRITICAL();

    // 创建任务1
    xTaskCreate(task1_callback, TASK1_NAME, TASK1_STACK_SIZE, NULL, TASK1_PRIORITY, &task1_handle) == pdPASS ? printf("任务1创建成功! \n") : printf("任务1穿件失败! \n");
    // 创建任务2
    xTaskCreate(task2_callback, TASK2_NAME, TASK2_STACK_SIZE, NULL, TASK2_PRIORITY, &task2_handle) == pdPASS ? printf("任务2创建成功! \n") : printf("任务2穿件失败! \n");

    // 创建队列
    queue_handle = xQueueCreate(1, 1);
    queue_handle != NULL ? printf("队列创建成功! \n") : printf("队列创建失败! \n");
    // 创建二进制信号量
    binary_semaphore_handle = xSemaphoreCreateBinary();
    binary_semaphore_handle != NULL ? printf("二进制信号量创建成功! \n") : printf("二进制信号量创建失败! \n");
    // 创建队列集
    queue_set_handle = xQueueCreateSet(2);
    queue_set_handle != NULL ? printf("队列集创建成功! \n") : printf("队列集创建失败! \n");

    // 将队列添加到队列集
    xQueueAddToSet(queue_handle, queue_set_handle) == pdPASS ? printf("队列添加到队列集成功! \n") : printf("队列添加到队列集失败! \n");
    // 将二进制信号量添加到队列集
    xQueueAddToSet(binary_semaphore_handle, queue_set_handle) == pdPASS ? printf("二进制信号量添加到队列集成功! \n") : printf("二进制信号量添加到队列集失败! \n");

    // 退出临界区
    taskEXIT_CRITICAL();

    // 启动任务调度器 （ vTaskStartScheduler() 后面的代码不会被执行）
    printf("任务调度器启动... \n");
    vTaskStartScheduler();
}

// 任务1函数的实现
void task1_callback(void *pvParameters)
{
    printf("任务1启动... \n");

    uint8_t tx_queue_value = 'A';

    while (1)
    {
        // 检测按键
        switch (Int_Key_IsDetect())
        {
        case 3:
            // 按键3被按下，向队列发送数据
            printf("任务1: 按键3被按下, 向队列发送数据 '%c' \n", tx_queue_value);
            xQueueSend(queue_handle, &tx_queue_value, 0);
            break;
        case 4:
            // 按键4被按下，释放二进制信号量
            printf("任务1: 按键4被按下, 释放二进制信号量 \n");
            xSemaphoreGive(binary_semaphore_handle);
            break;

        default:
            break;
        }
    }
}

// 任务2函数的实现
void task2_callback(void *pvParameters)
{
    printf("任务2启动... \n");

    // 定义变量，用于保存获取到的有效队列句柄
    QueueSetMemberHandle_t received_queue_handle;
    // 定义变量，保存从队列中接收的数据
    uint8_t rx_queue_value;

    while (1)
    {
        // 从队列集中获取有效队列，获取不到一直阻塞
        printf("任务2: 等待从队列集中获取有效队列... \n");
        received_queue_handle = xQueueSelectFromSet(queue_set_handle, portMAX_DELAY);

        // 判断获取到时队列还是二进制信号量 如果获取到的是队列
        if (received_queue_handle == queue_handle)
        {
            // 从队列中接收数据
            xQueueReceive(received_queue_handle, &rx_queue_value, portMAX_DELAY);
            printf("任务2: 从队列中接收数据 '%c' \n", rx_queue_value);
        }
        // 如果获取到的是二进制信号量
        else if (received_queue_handle == binary_semaphore_handle)
        {
            // 获取二进制信号量
            xSemaphoreTake(received_queue_handle, portMAX_DELAY);
            printf("任务2: 获取到二进制信号量 \n");
        }
    }
}

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