队列集（Queue Set）通常指的是一组队列，它们可以用于处理不同的任务或数据流。每个队列可以独立地处理自己的元素，但作为一个集群，它们可以协同工作来完成更复杂的任务。下面进行介绍。
目录
一、队列集简介
二、队列集相关API函数介绍
2.1 队列集使用流程
2.2 队列集相关API函数接口
2.2.1 创建队列集
2.2.2 向队列集中添加消息
2.2.3 从队列集中移除队列
2.2.4 获取队列集中有有效消息的队列
三、队列集操作实验
一、队列集简介
一个队列只允许任务间传递的消息为同一种数据类型，如果需要在任务间传递不同数据类型的消息时，那么就可以使用队列集 ！它的作用：用于对多个队列或信号量进行“监听”，其中不管哪一个消息到来，都可让任务退出阻塞状态。如下所示，假设：有个接收任务，使用到队列接收和信号量的获取，如下：
队列集（Queue Set）是一个高级的同步机制，它允许一个任务同时等待多个队列或信号量的事件，并在任何一个队列或信号量变为可用时被唤醒。相比于单纯的队列，队列集具有以下几个优点：
集中管理多路事件： 队列集可以将多个队列和信号量集中在一起，任务只需等待一个队列集，就可以响应多个事件源。这大大简化了任务需要处理多个队列和信号量的情况。
减少任务切换： 如果一个任务需要从多个队列中接收数据，使用队列集可以避免任务在多个队列上阻塞和切换。任务只需阻塞在一个队列集上，当任何一个队列有数据时，任务就会被唤醒处理，减少了不必要的任务切换，提高了系统效率。
简化代码逻辑： 队列集简化了等待多个事件源的代码逻辑，避免了复杂的多重等待和查询操作。代码更加清晰和易于维护。
提高响应速度： 任务可以立即响应队列集中任意一个队列或信号量的变化，而不需要轮询多个队列或信号量，提升了系统的实时响应能力。
二、队列集相关API函数介绍
2.1 队列集使用流程
- 启用队列集功能需要将宏configUSE_ QUEUE SETS配置为1
- 创建队列集
- 创建队列或信号量
- 往队列集中添加队列或信号量
- 任务往队列发送信息或释放信号量
- 其他任务获取队列集任意一个的队列的消息或者信号量；
2.2 队列集相关API函数接口
| 函数 | 描述 |
| 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 |
2.2.1 创建队列集
QueueSetHandle_t xQueueCreateSet( const UBaseType_t uxEventQueueLength );
从上面可以知道，利用此函数可以创建一个队列集，需要指定队列集可容纳的队列的数量，队列集创建成功，返回队列集句柄，因此，需要提前定义好队列集句柄！
2.2.2 向队列集中添加消息
BaseType_t xQueueAddToSet( QueueSetMemberHandle_t xQueueOrSemaphore ,
QueueSetHandle_t xQueueSet );
此函数用于往队列集中添加队列，要注意的时，队列在被添加到队列集之前，队列中不能有有效的消息。
从上面可以知道，利用此函数可以往队列集中添加队列，需要指定添加的队列句柄，以及队列集句柄。
2.2.3 从队列集中移除队列
BaseType_t xQueueRemoveFromSet( QueueSetMemberHandle_t xQueueOrSemaphore , QueueSetHandle_t xQueueSet ); 此函数用于从队列集中移除队列， 要注意的是，队列在从队列集移除之前，必须没有有效的消息
从上面可以知道，利用此函数可以从队列集中移除队列，需要指定移除的队列句柄，以及队列集句柄。
2.2.4 获取队列集中有有效消息的队列
QueueSetMemberHandle_t xQueueSelectFromSet( QueueSetHandle_t xQueueSet,
TickType_t const xTicksToWait )
此函数用于在任务中获取队列集中有有效消息的队列。
这个函数，用于从队列集中选择一个有数据或可用的队列或信号量。它允许任务阻塞等待，直到队列集中的任意一个队列或信号量变为可用，从而简化了任务需要同时等待多个队列或信号量的情况。 返回队列集中的一个成员（队列或信号量）的句柄，该成员已变为可用。如果在指定时间内没有任何队列或信号量变为可用，则返回 NULL。
当一个任务需要同时等待多个队列或信号量时，使用
xQueueSelectFromSet可以简化代码逻辑并提高效率。任务不需要分别等待每个队列或信号量，而是可以统一等待队列集。
三、队列集操作实验
任务创建文件
#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "stdio.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "dynamic.h"
#include "mydelay.h"
#include "mykey.h"
#include "queue.h"
#include "semphr.h"
/**********************START_TASK任务配置******************************/
/***********包括任务堆栈大小、任务优先级、任务句柄、创建任务***********/
#define START_TASK_STACK_SIZE 128 //定义堆栈大小为128字（1字等于4字节）
#define START_TASK_PRIO 1 //定义任务优先级，0-31根据任务需求
TaskHandle_t start_task_handler; //定义任务句柄（结构体指针）
void start_task(void* args);
/**********************TASK1任务配置******************************/
/***********包括任务堆栈大小、任务优先级、任务句柄、创建任务***********/
#define TASK1_STACK_SIZE 128 //定义堆栈大小为128字（1字等于4字节）
#define TASK1_PRIO 2 //定义任务优先级，0-31根据任务需求
TaskHandle_t task1_handler; //定义任务句柄（结构体指针）
void task1(void* args);
/**********************TASK2任务配置******************************/
/***********包括任务堆栈大小、任务优先级、任务句柄、创建任务***********/
#define TASK2_STACK_SIZE 128 //定义堆栈大小为128字（1字等于4字节）
#define TASK2_PRIO 3 //定义任务优先级，0-31根据任务需求
TaskHandle_t task2_handler; //定义任务句柄（结构体指针）
void task2(void* args);
QueueSetHandle_t queueset_handle; //队列集句柄
QueueHandle_t queue_handle; //队列句柄
QueueHandle_t semphr_handle; //信号量句柄
/*********开始任务用来创建一个任务，只创建一次，不能是死循环,创建完这个任务后删除开始任务本身***********/
void start_task(void* args)
{
taskENTER_CRITICAL(); /*进入临界区*/
queueset_handle = xQueueCreateSet(2); //创建队列集，可以存放两个队列，一个是队列，一个是信号量
if(queueset_handle!=NULL)
{
printf("队列集创建成功！\n");
}
queue_handle = xQueueCreate(1,sizeof(uint8_t)); //创建队列
semphr_handle = xSemaphoreCreateBinary(); //创建二值信号量
xQueueAddToSet(queue_handle,queueset_handle); //将队列添加到队列集
xQueueAddToSet(semphr_handle,queueset_handle); //将信号量添加到队列集
xTaskCreate( (TaskFunction_t) task1,
(char *) "task1",
( configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK1_STACK_SIZE,
(void *) NULL,
(UBaseType_t) TASK1_PRIO ,
(TaskHandle_t *) &task1_handler );
xTaskCreate( (TaskFunction_t) task2,
(char *) "task2",
( configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK2_STACK_SIZE,
(void *) NULL,
(UBaseType_t) TASK2_PRIO ,
(TaskHandle_t *) &task2_handler );
vTaskDelete(NULL); //删除开始任务自身，传参NULL
taskEXIT_CRITICAL(); /*退出临界区*/
//临界区内不会进行任务的调度切换，出了临界区才会进行任务调度，抢占式
}
/********任务1的任务函数，无返回值且是死循环***********/
/*****任务1：实现队列发送消息以及信号量的释放*******/
void task1(void* args)
{
uint8_t key=0;
BaseType_t xReturn;
while(1)
{
key= KEY_Scan(0);
if(key==KEY0_PRES)
{
xReturn=xQueueSend(queue_handle,&key,portMAX_DELAY); //按键1按下，向队列写入消息
if(xReturn==pdPASS)
{
printf("往队列queue_handle写入数据成功！！\n");
}
}
else if(key==KEY1_PRES)
{
xSemaphoreGive(semphr_handle); //按键0按下，释放二值信号量
if(xReturn==pdPASS)
{
printf("释放信号量成功！！\n");
}
}
vTaskDelay(10); //FreeRTOS自带的延时函数,延时10毫秒
}
}
/********任务2的任务函数，无返回值且是死循环***********/
/***任务2：获取队列集的消息*******/
void task2(void* args)
{
QueueSetMemberHandle_t member_handle;
uint8_t key;
while(1)
{
member_handle=xQueueSelectFromSet(queueset_handle,portMAX_DELAY);
if(member_handle==queue_handle)
{
xQueueReceive(member_handle,&key,portMAX_DELAY);
printf("获取到的队列数据为：%d\n",key);
}
else if(member_handle==semphr_handle)
{
xSemaphoreTake(member_handle,portMAX_DELAY);
printf("获取信号量成功！\n");
}
}
}
//FreeRTO入口例程函数，无参数，无返回值
void freertos_demo(void)
{
/***开始任务的创建***/
xTaskCreate( (TaskFunction_t) start_task,
(char *) "start_task",
( configSTACK_DEPTH_TYPE) START_TASK_STACK_SIZE,
(void *) NULL,
(UBaseType_t) START_TASK_PRIO ,
(TaskHandle_t *) &start_task_handler );
vTaskStartScheduler(); //开启任务调度器
}
主函数调用文件
#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "stdio.h"
#include "myled.h"
#include "myusart.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "dynamic.h"
extern TaskHandle_t Start_Handle;
int main(void)
{
//硬件初始化
My_UsartInit();
//调用入口函数
freertos_demo();
}
至此，已经讲解完毕！初次学习，循序渐进，一步步掌握即可！以上就是全部内容！请务必掌握，创作不易，欢迎大家点赞加关注评论，您的支持是我前进最大的动力！下期再见！
