STM32 FreeRTOS использование очереди

Продолжим изучение операционной системы FreeRTOS. На этот разр рассмотрим две новые темы. Это передача параметра в функцию задачи. Но поскольку это простая тема то рассмотрим ещё одну очень важную. Это использование "очереди" для хранения данных и их передачи между задачами. Очередь это тип хранения данных при котором новые данные добавляются только в конец очереди а старые извлекаются из её начала, как это происходит в реальных очередях. Если заменить людей данными то получиться то что называют очередью в программировании.

Предположим что мы уже умеем запускать сборку проекта, если нет то можно возвратиться к предыдущему 

уроку 

по FreeRTOS и настроить сборку проекта.

Теперь попробуем разобраться с исходным кодом. Открываем main.c. В начале, как обычно, заголовочные файлы библиотек, только на этот раз к ним добавляется заголовочный файл "очереди".

Далее видим что многое осталось таким же как и в предыдущем уроке по FreeRTOS.

Но добавлена строка текста ввиде указателя на тип char который передается четвертым параметром в функцию создания первой задачи.

Таким образом можно передавать какие либо данные в функцию которая выполняет какую либо задачу. Также видим что в коде перед функцией main() добавляется объявление очереди и т.о. выделяется память на её обработчик. В функции main() создается очередь. Функцией создания очереди. Первый параметр, данной функции, это максимальное количество элементов которое может хранить очередь. Второй параметр это размер каждого элемента в очереди в байтах. После попытки создания очереди, присходит проверка. Если очередь создана успешно то создаются задачи и запускается шэдулер. Если нет то выводиться предупреждение об ошибке в последовательный порт. В конце функции main(), как обычно, находиться бесконечный цикл.

Теперь можем переходить к рассмотрению задачи 1.Видим что в задаче 1 мы можем принять тот параметр который передали ранее в функции main(). Далее этот параметр можно привести к нужному типу и использовать. В данном случае мы его приводим к указателю на тип char и используем как строку текста для вывода в последовательный порт.

Также сделаем ещё две строки чтобы передавать их в очередь в данной задаче. Другая задача будет вытаскивать строку из очереди и выводить в порт. Таким образом мы проверим работу учереди на таком простом примере. Чтобы была какая то интерактивность и наглядность сделаем ещё опрос кнопки например на пине 1 порта A и будем записывать в очередь строку соответствующую состоянию пина A1 или соответственно состоянию кнопки. Чтобы отправить строку в очередь. Сначала приводим её к типу беззнаковый 32х битный int и берем адрес который передаем в функцию отправки в очередь вторым параметром. Первым параметром передаем хэндлер очереди а последним ноль. Далее проводим проверку, если отправка не удалась то выводим сообщение об ошибке.

Во второй задаче вынимаем из очереди строку. Функцией приема из очереди. Очередь т.о. опустошается. Если конечно в неё не было передано что то ещё. Но в данном случае такого произойти не должно т.к. обе задачи работают с равными задержками в одну секунду. Также видим что в функции приема есть третий параметр. Первый параметр это хэндлер очереди. В случае удачного приема, принятая строка выводиться в последовательный порт. В случае неудачного примера, в порт выводиться сообщение о том что принять из очереди не получилось. + Также в бесконечном цикле задачи имеется задержка в секунду. 

Также есть в коде функция настройки периферии которая содержит в себе две функции. Одна для настройки uart1 другая для настройки gpio Функцию настройки GPIO мне сгенерировала нейросеть и у неё получилось хотя светодиод на пине 13 не пригодился. Возможно попробуем его задействовать как нибудь в другой раз. Для данного раза достаточно последовательного порта. Проект можно собрать, загрузить в микроконтроллер и посмотреть что он выдает в последовательный порт при нажатой кнопке и при отпущенной. Кнопку следует подключить между пином A1 и GND.

Видим что текст в терминале меняется в зависимости от состояния кнопки, так как и планировалось т.е. очередь работает.

Можно попробовать поменять задержки в задачах и обнаружить либо переполнение очереди либо попытку получить данные из пустой очереди.

Результат зависит от того задержка какой задачи будет больше. Также видим что передача параметра в первую задачу прошла успешно.

Полный код файла main.c

#include <stm32f10x.h> #include <stm32f10x_rcc.h> #include <stm32f10x_gpio.h> #include <stm32f10x_usart.h> /* FreeRTOS includes. */ #include <FreeRTOS.h> #include <task.h> #include "queue.h" TaskHandle_t xTaskHandle1=NULL; TaskHandle_t xTaskHandle2=NULL; /* The task functions prototype*/ void vTask1(void *pvParameters); void vTask2(void *pvParameters); static void prvSetupHardware(void); static void prvSetupUart(void); static void prvSetupUart1(void); static void prvSetupGPIO(void); void uartPutchar(unsigned char); void printMsg(char *); const char * pcTextForTask1 = "Task 1 is running\r\n"; QueueHandle_t xQueue; int main(void) { /* Use internal RC oscillator clock */ RCC_DeInit(); SystemCoreClockUpdate(); prvSetupHardware(); printMsg("This is hello world app starting.\r\n"); xQueue = xQueueCreate( 5, sizeof( int32_t ) ); if( xQueue != NULL ) { /* Create one of the two tasks. */ xTaskCreate(vTask1, "Task-1", configMINIMAL_STACK_SIZE, ( void * ) pcTextForTask1, 2, &xTaskHandle1); /* Create second task */ xTaskCreate(vTask2, "Task-2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, &xTaskHandle2); /* Start the scheduler */ vTaskStartScheduler(); } else { printMsg("We have a problem with a queue.\r\n"); } for( ;; ); } void vTask1(void *pvParameters) { int32_t lValueToSend; BaseType_t xStatus; char *mes_res = "\r\n_A1_reset_\r\n"; char *mes_set = "\r\n_A1_set_\r\n"; char * pcTaskName; pcTaskName = ( char * ) pvParameters; /* As per most tasks, this task is implemented in an infinite loop. */ for( ;; ) { printMsg(pcTaskName); vTaskDelay(1000); // Если на PA1 логический "0" (кнопка нажата на землю) if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == Bit_RESET) { lValueToSend = (int32_t)mes_res; } else { lValueToSend = (int32_t)mes_set; } xStatus = xQueueSendToBack( xQueue, &lValueToSend, 0 ); if( xStatus != pdPASS ) { /* We could not write to the queue because it was full � this must * be an error as the queue should never contain more than one item! */ printMsg( "Could not send to the queue.\r\n" ); } } } /*-----------------------------------------------------------*/ void vTask2(void *pvParameters) { int32_t lReceivedValue; BaseType_t xStatus; const TickType_t xTicksToWait = pdMS_TO_TICKS( 100UL ); /* As per most tasks, this task is implemented in an infinite loop. */ for( ;; ) { printMsg("This is Task-2\r\n"); xStatus = xQueueReceive( xQueue, &lReceivedValue, xTicksToWait ); if( xStatus == pdPASS ) { printMsg( (char*)lReceivedValue ); } else { printMsg( "Could not receive from the queue.\r\n" ); } vTaskDelay(1000); } } static void prvSetupHardware(void) { // setup uart1 prvSetupUart1(); // setup gpio prvSetupGPIO(); } void prvSetupUart(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // UART2 TX GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; // UART2 RX GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//115200; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init (USART2,&USART_InitStructure); USART_Cmd (USART2,ENABLE); } void prvSetupUart1(void) { // 1. Включение тактирования GPIOA, USART1 и альтернативных функций (AFIO) RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // 2. Настройка PA9 (TX) как Alternate Function Push-Pull GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 3. Настройка PA10 (RX) как Input Floating GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 4. Конфигурация параметров USART1 USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; // Скорость 9600 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8 бит данных USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; // 1 стоп-бит USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; // Без четности USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // Прием и передача USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // 5. Включение USART1 USART_Cmd(USART1, ENABLE); } void prvSetupGPIO(void) { // Включаем тактирование портов A и C RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // Настройка PA1 как вход с подтяжкой (Pull-Up) GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // Настройка PC13 (светодиод) как выход GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); } void uartPutchar(unsigned char ch) { USART1->DR = (ch & 0x01ff);//USART2->DR = (ch & 0x01ff); while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == 0);//while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == 0); } void printMsg(char *ptr) { while(*ptr!='\0') { uartPutchar(*ptr); *ptr++; } } #ifdef USE_FULL_ASSERT void assert_failed ( uint8_t * file , uint32_t line) { /* Infinite loop */ /* Use GDB to find out why we're here */ while (1); } #endif

Видео по данной теме с проверкой

Адрес биткоин кошелька для поддержки блога - bc1qlhrmmkh77x2lzhqe4lt9qwkglswj64tsqt2l5g