STM32CUBEIDE FreeRTOS操作教程（七）：queue队列

STM32CUBEIDE FreeRTOS操作教程（七）：queue队列

STM32CUBE开发环境集成了STM32 HAL库进行FreeRTOS配置和开发的组件，不需要用户自己进行FreeRTOS的移植。这里介绍最简化的用户操作类应用教程。以STM32F401RCT6开发板为例，只用到USB，USART1极少的接口，体现FreeRTOS的各种操作过程。
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操作教程（七）配置FreeRTOS及相关环境，实现LED闪灯功能及基于queue队列的USB虚拟串口收发环回。从电脑端连接USB虚拟串口后，发送出去的串口数据会从STM32返回。

FreeRTOS的教程较多，推荐参考正点原子所出的《STM32F407 FreeRTOS开发手册》了解相关知识。
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STM32CUBEIDE工程配置

选择TIM1(也可以是其它TIM)作为FreeRTOS操作系统占用的时钟源：
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配置时钟树包括USB的48MHz时钟：
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配置PC13为低电平点灯的管脚：
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配置USB串口:
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配置UART1串口（但本例中不用到UART1):
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FreeRTOS配置

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保存并生成初始工程代码：

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在生成代码的这个部分可以看到FreeRTOS代码部分：

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任务实现

基于前述的配置，main.c代码里会加载Free-RTOS的配置，并启动几个任务的调度，当然，此时的任务都是什么也不干。实现LED闪灯，就在LED闪灯任务里加入代码即可：

void StartTask_TASK_LED_FLASH(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_LED_FLASH */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1000);
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_LED_FLASH */
}

也就实现了LED闪灯功能，其中osDelay(1000);实现1秒时间的操作系统调度延时，也就是1秒执行一次LED灯的亮灭。osDelay(1）；是最小的调度延时，为1毫秒。要实现更小的延时，则可以用微秒延时函数实现，参考《STM32 HAL us delay（微秒延时）的指令延时实现方式及优化》。

在USB的接收中断里，向队列里入数据，在任务里检测到队列非空，则将队列里的数据向USB虚拟串口输出。

USB接收部分的代码：
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static int8_t CDC_Receive_FS(uint8_t* Buf, uint32_t *Len)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
	extern osMessageQueueId_t USB_VCOM_Queue01Handle;
	extern BaseType_t USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken;

	for(uint32_t i=0; i<*Len; i++)
	{
		xQueueSendFromISR(USB_VCOM_Queue01Handle, &Buf[i], &USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken);
	}

  USBD_CDC_SetRxBuffer(&hUsbDeviceFS, &Buf[0]);
  USBD_CDC_ReceivePacket(&hUsbDeviceFS);
  return (USBD_OK);
  /* USER CODE END 6 */
}

main.c文件里任务处理：

void StartTask_TASK_USB_VCOM(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_USB_VCOM */
  BaseType_t err_stu = pdFALSE;
  uint8_t TD = 0;

  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(10);

    while(xQueueReceive(USB_VCOM_Queue01Handle, &TD, &USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken)!=err_stu)
    {
    	usbprintarray(&TD, 1);
    }

  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_USB_VCOM */
}

完整的main.c文件：

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
//Example 7: LED flash + USB VCOM loop back with Queue
//Written by Pegasus Yu
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
#include "usb_device.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "queue.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
__IO float usDelayBase = 7.63238716; //For STM32F401RCT6 working in 84MHz main clock

void PY_Delay_us_t(uint32_t Delay)
{
  __IO uint32_t delayReg;
  __IO uint32_t usNum = (uint32_t)(Delay*usDelayBase);

  delayReg = 0;
  while(delayReg!=usNum) delayReg++;
}
/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
UART_HandleTypeDef huart1;
DMA_HandleTypeDef hdma_usart1_rx;

/* Definitions for defaultTask */
osThreadId_t defaultTaskHandle;
const osThreadAttr_t defaultTask_attributes = {
  .name = "defaultTask",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
};
/* Definitions for TASK_LED_FLASH */
osThreadId_t TASK_LED_FLASHHandle;
const osThreadAttr_t TASK_LED_FLASH_attributes = {
  .name = "TASK_LED_FLASH",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityLow,
};
/* Definitions for TASK_UART1 */
osThreadId_t TASK_UART1Handle;
const osThreadAttr_t TASK_UART1_attributes = {
  .name = "TASK_UART1",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityLow,
};
/* Definitions for TASK_USB_VCOM */
osThreadId_t TASK_USB_VCOMHandle;
const osThreadAttr_t TASK_USB_VCOM_attributes = {
  .name = "TASK_USB_VCOM",
  .stack_size = 128 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityLow,
};
/* Definitions for USB_VCOM_Queue01 */
osMessageQueueId_t USB_VCOM_Queue01Handle;
const osMessageQueueAttr_t USB_VCOM_Queue01_attributes = {
  .name = "USB_VCOM_Queue01"
};
/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_DMA_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
void StartDefaultTask(void *argument);
void StartTask_TASK_LED_FLASH(void *argument);
void StartTask_TASK_UART1(void *argument);
void StartTask_TASK_USB_VCOM(void *argument);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len);
void usbprintstring(char * data)
{
	if(CDC_Transmit_FS((uint8_t *)data, strlen(data))==USBD_BUSY)
	{
		PY_Delay_us_t(1000000);
	    CDC_Transmit_FS((uint8_t *)data, strlen(data));
	}
}

void usbprintarray(uint8_t * data, uint16_t len)
{
	if(CDC_Transmit_FS(data, len)==USBD_BUSY)
	{
		PY_Delay_us_t(1000000);
		CDC_Transmit_FS(data, len);
	}
}

BaseType_t USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken = 0;
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Init scheduler */
  osKernelInitialize();

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* Create the queue(s) */
  /* creation of USB_VCOM_Queue01 */
  USB_VCOM_Queue01Handle = osMessageQueueNew (1024, sizeof(uint8_t), &USB_VCOM_Queue01_attributes);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* creation of defaultTask */
  defaultTaskHandle = osThreadNew(StartDefaultTask, NULL, &defaultTask_attributes);

  /* creation of TASK_LED_FLASH */
  TASK_LED_FLASHHandle = osThreadNew(StartTask_TASK_LED_FLASH, NULL, &TASK_LED_FLASH_attributes);

  /* creation of TASK_UART1 */
  TASK_UART1Handle = osThreadNew(StartTask_TASK_UART1, NULL, &TASK_UART1_attributes);

  /* creation of TASK_USB_VCOM */
  TASK_USB_VCOMHandle = osThreadNew(StartTask_TASK_USB_VCOM, NULL, &TASK_USB_VCOM_attributes);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_EVENTS */
  /* add events, ... */
  /* USER CODE END RTOS_EVENTS */

  /* Start scheduler */
  osKernelStart();

  /* We should never get here as control is now taken by the scheduler */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2);

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief USART1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

  /* USER CODE END USART1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

  /* USER CODE END USART1_Init 1 */
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

  /* USER CODE END USART1_Init 2 */

}

/**
  * Enable DMA controller clock
  */
static void MX_DMA_Init(void)
{

  /* DMA controller clock enable */
  __HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();

  /* DMA interrupt init */
  /* DMA2_Stream2_IRQn interrupt configuration */
  HAL_NVIC_SetPriority(DMA2_Stream2_IRQn, 5, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA2_Stream2_IRQn);

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : LED_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/* USER CODE BEGIN Header_StartDefaultTask */
/**
  * @brief  Function implementing the defaultTask thread.
  * @param  argument: Not used
  * @retval None
  */
/* USER CODE END Header_StartDefaultTask */
void StartDefaultTask(void *argument)
{
  /* init code for USB_DEVICE */
  MX_USB_DEVICE_Init();
  /* USER CODE BEGIN 5 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END 5 */
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_TASK_LED_FLASH */
/**
* @brief Function implementing the TASK_LED_FLASH thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_TASK_LED_FLASH */
void StartTask_TASK_LED_FLASH(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_LED_FLASH */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1000);
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_LED_FLASH */
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_TASK_UART1 */
/**
* @brief Function implementing the TASK_UART1 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_TASK_UART1 */
void StartTask_TASK_UART1(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_UART1 */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_UART1 */
}

/* USER CODE BEGIN Header_StartTask_TASK_USB_VCOM */
/**
* @brief Function implementing the TASK_USB_VCOM thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask_TASK_USB_VCOM */
void StartTask_TASK_USB_VCOM(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN StartTask_TASK_USB_VCOM */
  BaseType_t err_stu = pdFALSE;
  uint8_t TD = 0;

  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
    osDelay(10);

    while(xQueueReceive(USB_VCOM_Queue01Handle, &TD, &USB_VCOM_pxHigherPriorityTaskWaken)!=err_stu)
    {
    	usbprintarray(&TD, 1);
    }

  }
  /* USER CODE END StartTask_TASK_USB_VCOM */
}

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note   This function is called  when TIM1 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM1) {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

例程下载

STM32 STM32CUBEIDE FreeRTOS操作教程（七）：queue队列 例程

例程测试

例程测试效果如下：

在这里插入图片描述

–End–

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本篇文章将介绍一个新的改进机制——空间池化模块StripPooling&#xff0c;并阐述如何将其应用于YOLOv11中&#xff0c;显著提升模型性能。首先&#xff0c;我们将解析StripPooling的工作原理&#xff0c;SP模块通过条带池化在水平和垂直方向上捕捉长距离依赖关系&#xff0c;增…
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如何在线查看近8年的建筑覆盖变化

如何在线查看近8年的建筑覆盖变化

我们在《谷歌发布建筑数据&#xff0c;高度误差达惊人的1.5米》一文中介绍了谷歌2.5D建筑数据用途、制作方法以及数据下载方式。 现在我们演示下如何在线查看近8年的建筑物覆盖、建筑物质心和建筑物高度的变化。 历史建筑覆盖在线查看 2.5D建筑演变数据集包含2016年至2023年…
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碰一碰支付怎么推广的？小白也能看懂的教程来了！

碰一碰支付怎么推广的？小白也能看懂的教程来了！

作为支付宝和微信全面力推的一个项目&#xff0c;碰一碰支付的热度可谓是节节攀升&#xff0c;连带着与之相关的话题&#xff0c;如碰一碰支付是什么和碰一碰支付怎么推广的等也因此成为了人们关注的焦点。那么&#xff0c;本期&#xff0c;我们就来详细地解答一下这两个问题。…
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2024台州赛CTFwp

2024台州赛CTFwp

备注&#xff1a; 解题过程中&#xff0c;关键步骤不可省略&#xff0c;不可含糊其辞、一笔带过。解题过程中如是自己编写的脚本&#xff0c;不可省略&#xff0c;不可截图&#xff08;代码字体可以调小&#xff1b;而如果代码太长&#xff0c;则贴关键代码函数&#xff09;。…
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I.MX6U 字符设备驱动开发指南

I.MX6U 字符设备驱动开发指南

目录 一、引言 二、字符设备驱动的基本概念 1.字符设备的定义 2.字符设备驱动的作用 三、I.MX6U 字符设备驱动开发步骤 1.确定设备信息 2.编写设备驱动代码 3.编译和加载驱动 4.测试设备驱动 四、实例分析 1.确定设备信息 2.编写设备驱动代码 3.编译和加载驱动 4.…
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