怎样通过中断检测三个按键状态在读取到不同键值后发送到队列中呢

2.FreeRTOS队列

2.1队列简介

队列可以用于任务与任务、任务与中断之间的通信，在任务与任务、任务与中断之间传递数据，队列中可以存储有限的、大小固定的数据项目。

一般情况下，队列采用先进先出(FIFO)的存储机制，也就是说先发送进队列的数据先被提取，当然也可以使用先进后出(LIFO)的存储缓冲，FreeRTOS中提供了两种存储缓冲机制。

队列不属于某个特定的任务，对于所有任务都可以向任务中发送数据，也可以从任务中提取数据。
队列函数

2.2.1 创建队列

创建事件标志组的函数有两个，分别如下：

xQueueCreate()，此函数用于动态创建队列，所需要的内存通过动态内存管理方法分配，此函数是个宏，真正完成队列创建的函数时xQueueGenericCreate()。函数原型如下：

QueueHandle_t  xQueueCreate(UBaseType_t uxQueueLength,

UBaseType_t uxItemSize)

参数：

uxQueueLength：  要创建的队列的队列长度，这里是队列的项目数。

uxItemSize：      队列中每个项目(消息)的长度，单位为字节。

返回值：

NULL： 队列创建失败。

其他值：创建成功的队列返回的队列句柄。

xQueueCreate Static()，此函数为静态方法创建队列，所需要的内存通过用户自行分配，此函数也是个宏，最终调用的是函数xQueueGenericCreateStatic()。其函数原型如下：

QueueHandle_t xQueueCreateStatic(UBaseType_t  uxQueueLength,

                              UBaseType_t  uxItemSize,

                              uint8_t*  pucQueueStorageBuffer,

                              StaticQueue_t*  pxQueueBuffer)

参数：

uxQueueLength：     要创建的队列的队列长度，这里是队列的项目数。

uxItemSize：         队列中每个项目(消息)的长度，单位为字节

pucQueueStorage:     指向队列项目的存储区，也就是消息的存储区，这个存储区需要

用户自行分配。此参数必须指向一个 uint8_t 类型的数组。这个

存储区要大于等于(uxQueueLength * uxItemsSize)字节。

pxQueueBuffer:       此参数指向一个 StaticQueue_t 类型的变量，用来保存队列结构体。

返回值：

NULL： 队列创建失败。

其他值：创建成功的队列返回的队列句柄。

2.2.2 向队列发送消息


队列创建好以后便可以向其中发送消息，FreeRTOS提供的向队列中发送消息的API函数有8个，分别如下：

函数xQueueSend()、xQueueSendToBcck()和xQueueSendToFront()

此三个函数都用于向队列中发送消息，函数本质都是宏，其中xQueueSend()和xQueueSendToBcck()都是将消息添加到队列的后面，xQueueSendToFront()是将消息添加到队列的前面，这三个函数最终调用的同一个函数：xQueueGenericSend()，都只能用于任务函数中，其函数原型分别如下：

  BaseType_t  xQueueSend( QueueHandle_t xQueue,

const void * pvItemToQueue,

TickType_t xTicksToWait)

  BaseType_t  xQueueSendToBack(QueueHandle_t xQueue,

const void*  pvItemToQueue,

TickType_t  xTicksToWait)

  BaseType_t  xQueueSendToFront(QueueHandle_t  xQueue,

const void *  pvItemToQueue,

TickType_t xTicksToWait)

参数：

xQueue：              队列句柄，指明要向哪个队列发送数据，创建队列成功以后会

返回此队列的队列句柄。

pvItemToQueue：       指向要发送的消息，发送时候会将这个消息拷贝到队列中。

xTicksToWait：         阻塞时间，此参数指示当队列满的时候任务进入阻塞态等待队

列空闲的最大时间。

返回值：

pdPASS：              向队列发送消息成功。

ErrQUEUE_FULL：     队列已满，消息发送失败

    函数xQueueOverwrite()，此函数同样用于向队列中发送数据，但当队列满了以后会覆写掉旧的数据，不管此数据有没有被其他任务或中断取走，同样此函数也是宏，最终调用的也是函数xQueueGenericSend()，其函数原型如下：

BaseType_t  xQueueOverwrite( QueueHandle_t  xQueue,

const void *  pvItemToQueue)

参数：

xQueue：              队列句柄，指明要向哪个队列发送数据，创建队列成功以后会

返回此队列的队列句柄。

pvItemToQueue：       指向要发送的消息，发送的时候会将这个消息拷贝到队列中。

返回值：

pdPASS：   向队列发送消息成功，此函数也只会返回 pdPASS！因为此函数执行过程中

不在乎队列满不满，满了的话就覆写掉旧的数据，总之肯定能成功。

函数xQueueGenericSend()，前面所有任务级入队函数最终调用的都是此函数，其函数原型如下：

BaseType_t  xQueueGenericSend (QueueHandle_t  xQueue,

const void *   pvItemToQueue,

TickType_t  xTicksToWait,

const BaseType_t  xCopyPosition)

参数：

xQueue：              队列句柄，指明要向哪个队列发送数据，创建队列成功以后会

返回此队列的队列句柄。

pvItemToQueue：       指向要发送的消息，发送的时候会将这个消息拷贝到队列中。

xTicksToWait：         阻塞时间。

xCopyPosition：        入队方式，总共有三种

                        queueSEND_TO_BACK：  后向入队

queueSEND_TO_FRONT： 前向入队

queueOVERWRITE：      覆写入队。

返回值：

pdTRUE：              向队列发送消息成功。

errQUEUE_FULL：      队列已满，消息发送失败

函数xQueueSendFromISR()、xQueueSendToBcckFromISR ()、

xQueueSendToFrontFromISR ()

这三个函数用于中断服务函数中向队列发送消息，分别为之前三个向队列发送消息函数的中断版本，函数本质上也是宏，最终调用的是同一个函数xQueueGenericSendFromISR()，函数原型分别如下：

BaseType_t xQueueSendFromISR( QueueHandle_t  xQueue,

const void *   pvItemToQueue,

BaseType_t *  pxHigherPriorityTaskWoken)

BaseType_t xQueueSendToBackFromISR(QueueHandle_t xQueue,

const void * pvItemToQueue,

BaseType_t *  pxHigherPriorityTaskWoken)

  BaseType_t xQueueSendToFrontFromISR(QueueHandle_t  xQueue,

const void *  pvItemToQueue,

BaseType_t *  pxHigherPriorityTaskWoken)

参数：

xQueue：              队列句柄，指明要向哪个队列发送数据，创建队列成功以后会

返回此队列的队列句柄。

pvItemToQueue：       指向要发送的消息，发送的时候会将这个消息拷贝到队列中。

pxHigherPriorityTaskWoken： 标记退出此函数以后是否进行任务切换

返回值：

pdTRUE：              向队列发送消息成功。

errQUEUE_FULL：      队列已满，消息发送失败

函数xQueueOverwriteFromISR()，此函数为xQueueOverwrite()的中断版本，同样此函数也是宏，最终调用的也是函数xQueueGenericSendFromISR()，其函数原型如下：

BaseType_t  xQueueOverwriteFromISR( QueueHandle_t  xQueue,

const void *  pvItemToQueue,

BaseType_t *  pxHigherPriorityTaskWoken)

参数：

xQueue：              队列句柄，指明要向哪个队列发送数据，创建队列成功以后会

返回此队列的队列句柄。

pvItemToQueue：       指向要发送的消息，发送的时候会将这个消息拷贝到队列中。

pxHigherPriorityTaskWoken： 标记退出此函数以后是否进行任务切换

返回值：

pdTRUE：              向队列发送消息成功。

errQUEUE_FULL：      队列已满，消息发送失败

函数xQueueGenericSendFromISR()，前面所有中断级入队函数最终调用的都是此函数，此函数也是函数xQueueGenericSend()的中断版本，其函数原型如下：

BaseType_t  xQueueGenericSend FromISR (QueueHandle_t  xQueue,

const void *  pvItemToQueue,

BaseType_t*  pxHigherPriorityTaskWoken,

                                        BaseType_t  xCopyPosition)

参数：

xQueue：                队列句柄，指明要向哪个队列发送数据，创建队列成功以后

会返回此队列的队列句柄。

pvItemToQueue：          指向要发送的消息，发送的时候会将这个消息拷贝到队列中。

pxHigherPriorityTaskWoken：       标记退出此函数以后是否进行任务切换。

xCopyPosition：          入队方式，总共有三种

                        queueSEND_TO_BACK：  后向入队

queueSEND_TO_FRONT： 前向入队

queueOVERWRITE：      覆写入队。

返回值：

pdTRUE：              向队列发送消息成功。

errQUEUE_FULL：      队列已满，消息发送失败

2.2.3 从队列读取消息


与入队相对应，那么就会有出队，出队就是从队列中获取消息，FreeRTOS中提供的出队API函数分别如下：

xQueueReceive()，此函数用于任务中从队列读取一条消息，读取成功以后就会将这条数据删除，此函数是个宏，真正执行的函数为xQueueGenericReceive()，此函数原型如下：

BaseType_t  xQueueReceive(QueueHandle_t  xQueue,

void *  pvBuffer,

TickType_t  xTicksToWait)

参数：

xQueue：        队列句柄，指明要读取哪个队列的数据，创建队列成功以后会返回此

队列的队列句柄。

pvBuffer：       保存数据的缓冲区，读取队列的过程中会将读取到的数据拷贝到这个

缓冲区中。

  xTicksToWait：   阻塞时间，此参数指示当队列空的时候任务进入阻塞态等待队列有数

据的最大时间。

返回值：

pdTRUE：       从队列中读取消息成功。

pdFALSE：      从队列中读取消息失败。

    xQueuePeek()，此函数也用于任务中从队列读取一条消息，但是读取成功以后不会将这条数据删除，此函数也是个宏，真正执行的函数为xQueueGenericReceive()，此函数原型如下：

BaseType_t xQueuePeek( QueueHandle_t  xQueue,

void *  pvBuffer,

TickType_t  xTicksToWait)

参数：

xQueue：        队列句柄，指明要读取哪个队列的数据，创建队列成功以后会返回此

队列的队列句柄。

pvBuffer：       保存数据的缓冲区，读取队列的过程中会将读取到的数据拷贝到这个

缓冲区中。

  xTicksToWait：   阻塞时间，此参数指示当队列空的时候任务进入阻塞态等待队列有数

据的最大时间。

返回值：

pdTRUE：       从队列中读取消息成功。

pdFALSE：      从队列中读取消息失败。

xQueueReceiveFromISR()，此函数为xQueueReceive()的中断版本，用于在中断服务函数中从队列读取消息，其函数原型如下：

BaseType_t xQueueReceiveFromISR(QueueHandle_t  xQueue,

void*  pvBuffer,

BaseType_t *  pxTaskWoken)

参数：

xQueue：          队列句柄，指明要读取哪个队列的数据，创建队列成功以后会返回

此队列的队列句柄。

pvBuffer：         保存数据的缓冲区，读取队列的过程中会将读取到的数据拷贝到这

个缓冲区中。

pxTaskWoken：     标记退出此函数以后是否进行任务切换

返回值：

pdTRUE：  从队列中读取数据成功。

pdFALSE:  从队列中读取数据失败。

xQueuePeekFromISR ()，此函数为xQueuePeek()的中断版本，读取数据成功以后不会将这条数据删除，此函数原型如下：

BaseType_t xQueuePeekFromISR( QueueHandle_t  xQueue,

void *  pvBuffer)

参数：

xQueue：        队列句柄，指明要读取哪个队列的数据，创建队列成功以后会返回此

队列的队列句柄。

pvBuffer：       保存数据的缓冲区，读取队列的过程中会将读取到的数据拷贝到这个

缓冲区中。

返回值：

pdTRUE：       从队列中读取消息成功。

pdFALSE：      从队列中读取消息失败。

• 操作实验
  
  

2.3.1实验设计


本次设计通过中断检测三个按键状态，读取到不同键值后发送到队列中，然后在任务中读取队列中的消息，根据不同的指令做出不同的处理。

可参考12.3.2章节进行导入已有工程，工程存放路径【华清远见-FS-MP1A开发资料2-程序源码ARM体系结构与接口技术FreeRTOS6_MP1A-FreeRTOS-Queue】

任务及其功能如下：

StartTask02()：     读取队列中的数据，根据读取到的数据做不同处理。

StartDefaultTask()： 读取按键值，并发送到队列中。

2.3.2实验过程与分析


首先，根据之前几章内容配置好CubeMX，按照上一节配置“FREERTOS”，完成后生成代码。 在StartDefaultTask() 与StartTask02()中添加代码如下。

void StartDefaultTask(void *argument)

{

  /* USER CODE BEGIN 5 */

  /* Infinite loop */

uint8_t err;

  for(;;)

  {

          if((Key_Queue!=NULL)&&(key))    //消息队列Key_Queue创建成功,并且按键被按下

          {

              err=xQueueSend(Key_Queue,&key,10);



              if(err==pdPASS)    //发送按键值

              {

                  printf("r data transmission success n");

              }

            

          }

          vTaskDelay(10);                           //延时10ms，也就是10个时钟节拍

  }

  /* USER CODE END 5 */

}

void StartTask02(void *argument)

{

  /* USER CODE BEGIN StartTask02 */

  /* Infinite loop */

  for(;;)

  {

  if(Key_Queue!=NULL)

      {

      if(xQueueReceive(Key_Queue,&key,portMAX_DELAY))//请求消息Key_Queue

      {     

           switch(key)

           {

               case EVENTBIT_1: //

                    LED_1_TOG();

                    break;

               case EVENTBIT_2: //

                    LED_2_TOG();

                    break;

               case EVENTBIT_3: //

                    LED_3_TOG();

                    break;

            }

           key = 0;

       }

   }

  vTaskDelay(10);      //延时10ms，也就是10个时钟节拍

  }

  /* USER CODE END StartTask02 */

}

另外，首先需要在主函数中调用xQueueCreate ()函数创建消息队列，获得创建成功的队列句柄。

编写按键中断回调函数如下

void HAL_GPIO_EXTI_Rising_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

{

switch(GPIO_Pin)

{

   case GPIO_PIN_8:

       if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_SET) /* read KEY3 PF8 state */

        key = EVENTBIT_3;

       break;

   case GPIO_PIN_7:

   if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_SET) /* read KEY2 PF7 state */

   key = EVENTBIT_2;

    break;

   case GPIO_PIN_9:

   if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOF,GPIO_PIN_9) == GPIO_PIN_SET) /* read KEY1 PF9 state */

   key = EVENTBIT_1;

    break;

}

}

此时，当按下KEY1键时，LED1电平发生翻转；当按下KEY2键时，LED2电平发生翻转；当按下KEY3键时，LED3电平发生翻转。