這里，我重點(diǎn)講解如何結(jié)合RTOS進(jìn)行處理數(shù)據(jù)。我們巧妙的利用了RTSO自帶的消息隊(duì)列，我們可以把每一個(gè)接收的數(shù)據(jù)看做一個(gè)消息元素。

先回顧一下知識(shí)點(diǎn)：

FreeRTOS消息隊(duì)列

基于 FreeRTOS 的應(yīng)用程序由一組獨(dú)立的任務(wù)構(gòu)成——每個(gè)任務(wù)都是具有獨(dú)立權(quán)限的程序。這些獨(dú)立的任務(wù)之間的通訊與同步一般都是基于操作系統(tǒng)提供的IPC通訊機(jī)制，而FreeRTOS 中所有的通信與同步機(jī)制都是基于隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的。

消息隊(duì)列是一種常用于任務(wù)間通信的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，隊(duì)列可以在任務(wù)與任務(wù)間、中斷和任務(wù)間傳送信息，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)接收來(lái)自其他任務(wù)或中斷的不固定長(zhǎng)度的消息。任務(wù)能夠從隊(duì)列里面讀取消息，當(dāng)隊(duì)列中的消息是空時(shí)，掛起讀取任務(wù)，用戶還可以指定掛起的任務(wù)時(shí)間；當(dāng)隊(duì)列中有新消息時(shí)，掛起的讀取任務(wù)被喚醒并處理新消息，消息隊(duì)列是一種異步的通信方式。

隊(duì)列特性1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

隊(duì)列可以保存有限個(gè)具有確定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)單元。隊(duì)列可以保存的最大單元數(shù)目被稱(chēng)為隊(duì)列的“深度”。在隊(duì)列創(chuàng)建時(shí)需要設(shè)定其深度和每個(gè)單元的大小。

通常情況下，隊(duì)列被作為 FIFO（先進(jìn)先出）緩沖區(qū)使用，即數(shù)據(jù)由隊(duì)列尾寫(xiě)入，從隊(duì)列首讀出。當(dāng)然，由隊(duì)列首寫(xiě)入也是可能的。

往隊(duì)列寫(xiě)入數(shù)據(jù)是通過(guò)字節(jié)拷貝把數(shù)據(jù)復(fù)制存儲(chǔ)到隊(duì)列中；從隊(duì)列讀出數(shù)據(jù)使得把隊(duì)列中的數(shù)據(jù)拷貝刪除。

2.讀阻塞

當(dāng)某個(gè)任務(wù)試圖讀一個(gè)隊(duì)列時(shí)，其可以指定一個(gè)阻塞超時(shí)時(shí)間。在這段時(shí)間中，如果隊(duì)列為空，該任務(wù)將保持阻塞狀態(tài)以等待隊(duì)列數(shù)據(jù)有效。當(dāng)其它任務(wù)或中斷服務(wù)例程往其等待的隊(duì)列中寫(xiě)入了數(shù)據(jù)，該任務(wù)將自動(dòng)由阻塞態(tài)轉(zhuǎn)移為就緒態(tài)。當(dāng)?shù)却臅r(shí)間超過(guò)了指定的阻塞時(shí)間，即使隊(duì)列中尚無(wú)有效數(shù)據(jù)，任務(wù)也會(huì)自動(dòng)從阻塞態(tài)轉(zhuǎn)移為就緒態(tài)。

由于隊(duì)列可以被多個(gè)任務(wù)讀取，所以對(duì)單個(gè)隊(duì)列而言，也可能有多個(gè)任務(wù)處于阻塞狀態(tài)以等待隊(duì)列數(shù)據(jù)有效。這種情況下，一旦隊(duì)列數(shù)據(jù)有效，只會(huì)有一個(gè)任務(wù)會(huì)被解除阻塞，這個(gè)任務(wù)就是所有等待任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。而如果所有等待任務(wù)的優(yōu)先級(jí)相同，那么被解除阻塞的任務(wù)將是等待最久的任務(wù)。

說(shuō)些題外話，ucos中是具有廣播消息的，當(dāng)有多個(gè)任務(wù)阻塞在隊(duì)列上，當(dāng)發(fā)送消息的時(shí)候可以選擇廣播消息，那么這些阻塞的任務(wù)都能被解除阻塞。

3.寫(xiě)阻塞

與讀阻塞想反，任務(wù)也可以在寫(xiě)隊(duì)列時(shí)指定一個(gè)阻塞超時(shí)時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是當(dāng)被寫(xiě)隊(duì)列已滿時(shí)，任務(wù)進(jìn)入阻塞態(tài)以等待隊(duì)列空間有效的最長(zhǎng)時(shí)間。

由于隊(duì)列可以被多個(gè)任務(wù)寫(xiě)入，所以對(duì)單個(gè)隊(duì)列而言，也可能有多個(gè)任務(wù)處于阻塞狀態(tài)以等待隊(duì)列空間有效。這種情況下，一旦隊(duì)列空間有效，只會(huì)有一個(gè)任務(wù)會(huì)被解除阻塞，這個(gè)任務(wù)就是所有等待任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。而如果所有等待任務(wù)的優(yōu)先級(jí)相同，那么被解除阻塞的任務(wù)將是等待最久的任務(wù)。

消息隊(duì)列的工作流程1.發(fā)送消息

任務(wù)或者中斷服務(wù)程序都可以給消息隊(duì)列發(fā)送消息，當(dāng)發(fā)送消息時(shí)，如果隊(duì)列未滿或者允許覆蓋入隊(duì)， FreeRTOS 會(huì)將消息拷貝到消息隊(duì)列隊(duì)尾，否則，會(huì)根據(jù)用戶指定的阻塞超時(shí)時(shí)間進(jìn)行阻塞，在這段時(shí)間中，如果隊(duì)列一直不允許入隊(duì)，該任務(wù)將保持阻塞狀態(tài)以等待隊(duì)列允許入隊(duì)。當(dāng)其它任務(wù)從其等待的隊(duì)列中讀取入了數(shù)據(jù)（隊(duì)列未滿），該任務(wù)將自動(dòng)由阻塞態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)。當(dāng)任務(wù)等待的時(shí)間超過(guò)了指定的阻塞時(shí)間，即使隊(duì)列中還不允許入隊(duì)，任務(wù)也會(huì)自動(dòng)從阻塞態(tài)轉(zhuǎn)移為就緒態(tài)，此時(shí)發(fā)送消息的任務(wù)或者中斷程序會(huì)收到一個(gè)錯(cuò)誤碼 errQUEUE_FULL。

發(fā)送緊急消息的過(guò)程與發(fā)送消息幾乎一樣，唯一的不同是，當(dāng)發(fā)送緊急消息時(shí)，發(fā)送的位置是消息隊(duì)列隊(duì)頭而非隊(duì)尾，這樣，接收者就能夠優(yōu)先接收到緊急消息，從而及時(shí)進(jìn)行消息處理。

下面是消息隊(duì)列的發(fā)送API接口，函數(shù)中有FromISR則表明在中斷中使用的。

消息隊(duì)列讀取

任務(wù)調(diào)用接收函數(shù)收取隊(duì)列消息， 函數(shù)首先判斷當(dāng)前隊(duì)列是否有未讀消息， 如果沒(méi)有， 則會(huì)判斷參數(shù) xTicksToWait， 決定直接返回函數(shù)還是阻塞等待。

如果隊(duì)列中有消息未讀， 首先會(huì)把待讀的消息復(fù)制到傳進(jìn)來(lái)的指針?biāo)竷?nèi)， 然后判斷函數(shù)參數(shù) xJustPeeking == pdFALSE的時(shí)候， 符合的話， 說(shuō)明這個(gè)函數(shù)讀取了數(shù)據(jù)， 需要把被讀取的數(shù)據(jù)做出隊(duì)處理， 如果不是， 則只是查看一下（peek），只是返回?cái)?shù)據(jù)，但是不會(huì)把數(shù)據(jù)清除。

對(duì)于正常讀取數(shù)據(jù)的操作， 清除數(shù)據(jù)后隊(duì)列會(huì)空出空位， 所以查看隊(duì)列中的等待列表中是否有任務(wù)等發(fā)送數(shù)據(jù)而被掛起， 有的話恢復(fù)一個(gè)任務(wù)就緒， 并根據(jù)優(yōu)先級(jí)判斷是否需要出進(jìn)行任務(wù)切換。

對(duì)于只是查看數(shù)據(jù)的， 由于沒(méi)有清除數(shù)據(jù)， 所以沒(méi)有空間新空出，不需要檢查發(fā)送等待鏈表， 但是會(huì)檢查接收等待鏈表， 如果有任務(wù)掛起會(huì)切換其到就緒并判斷是否需要切換。

接下來(lái)，我們可以從中斷再到任務(wù)這樣一個(gè)流程去編寫(xiě)代碼：

如下的框圖來(lái)說(shuō)明一下 FreeRTOS 消息隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)，讓大家有一個(gè)形象的認(rèn)識(shí)。

1. 中斷如何處理：

///《LPUART0 中斷服務(wù)函數(shù)

void LpUart0_IRQHandler（void）

{

BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

uint8_t res=0;

// if（LPUart_GetStatus（M0P_LPUART0， LPUartPE）） /*奇偶檢驗(yàn)錯(cuò)誤*/

// {

// LPUart_ClrStatus（M0P_LPUART0， LPUartPE）;

// }

if（LPUart_GetStatus（M0P_LPUART0， LPUartRC）） ///接收數(shù)據(jù)中斷

{

LPUart_ClrStatus（M0P_LPUART0， LPUartRC）; ///《清接收中斷請(qǐng)求

res = LPUart_ReceiveData（M0P_LPUART0）;

xQueueSendFromISR（usart_Queue，（void *） &res，&xHigherPriorityTaskWoken）;

portYIELD_FROM_ISR（xHigherPriorityTaskWoken）;

}

}

任務(wù)中接收信號(hào)，這里并不是每一條消息都接收嗎，因?yàn)闆](méi)有空閑中斷，而是做了100ms絕對(duì)延時(shí)，確保一幀數(shù)據(jù)接收完成。

/**

** \brief 2400波特率：‘100ms = 24bytes’

**

**

** \param 1 ：void

** \retval void

void APP_LocalCOM_ReadData（void）

{

uint8_t temp_bytes = 0; /*隊(duì)列中字節(jié)長(zhǎng)度new*/

uint8_t cnt;

static uint8_t buff［QueueSIZE］ = {0}; /*暫存接收協(xié)議，從0x68開(kāi)始，用于crc計(jì)算*/

static TickType_t StartTick = 0;

static uint8_t ShadowBytes = 0; /*old*/

temp_bytes = uxQueueMessagesWaiting（usart_Queue）;//檢查消息數(shù)

if（temp_bytes == 0）//檢查隊(duì)列的長(zhǎng)度

{

ShadowBytes = 0;

}

else

{

if（ShadowBytes ！= temp_bytes）//有新的數(shù)據(jù)

{

ShadowBytes = temp_bytes;

StartTick = xTaskGetTickCount（）;

}

else

{

if（xTaskGetTickCount（） - StartTick 》 100）

{

for（cnt = 0; cnt《temp_bytes; cnt++）

{

xQueueReceive（usart_Queue，（void*）&buff［cnt%QueueSIZE］，（TickType_t）100）;//接收數(shù)據(jù)

}

protocol_parse（buff，temp_bytes）;

//BSP_UARTx_SendBytes（M0P_UART0，temp_bytes， buff）; //test

}}}}
編輯：hfy