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這個是全網(wǎng)最詳細的STM32項目教學視頻。
第一篇CSDN文章在這里在這里:
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STM32智能小車V3-STM32入門教程-openmv與STM32循跡小車-stm32f103c8t6-電賽嵌入式學習 PID控制算法編碼器電機跟隨

V3:HAL庫開發(fā)、手把手教學下面功能：PID速度控制、PID循跡、PID跟隨、遙控、避障、PID角度控制、openmv視覺控制、電磁循跡、FreeRTOS、K210視覺智能車(更新中)、K230視覺智能車(更新中)、MSPM0G3507視覺智能車(更新中)

在這里插入圖片描述

23.1.3-消息隊列編程測試

創(chuàng)建消息隊列

復制22-6_LED_FreeRTOS的工程命名為23-1_LED_FreeRTOS

消息隊列可以自己寫代碼創(chuàng)建也可以使用STM32cubemx創(chuàng)建

這里說一下如何使用STM32cubemx創(chuàng)建任務
在這里插入圖片描述
Queue Name：隊列名稱 myQueueMode
Queue Size：隊列能夠存儲的最大單元數(shù)目，即隊列深度我們這里用來保存當前模式一個就夠了 所以設置1
Queue Size：隊列中數(shù)據(jù)單元的長度，以字節(jié)為單位我們之前模式變量定義的是八位所以這里也設置8位
Allocation：分配方式：Dynamic 動態(tài)內(nèi)存創(chuàng)建我們動態(tài)創(chuàng)建
Buffer Name：緩沖區(qū)名稱
Buffer Size：緩沖區(qū)大小
Conrol Block Name：控制塊名稱
設置完成后然后生成代碼

打開代碼

可以看到有自動生成的消息隊列句柄
在這里插入圖片描述
創(chuàng)建消息隊列 myQueueMode 并返回句柄 myQueueModeHandle。

中斷中向消息隊列發(fā)送數(shù)據(jù)

修改按鍵中斷

我們需要在按鍵中斷中通過消息隊列設置當前模式，先在前面包含相關頭文件和聲明一下模式消息隊列
在這里插入圖片描述

#include "FreeRTOS.h"http://包含相關頭文件
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

extern osMessageQId myQueueModeHandle;  //聲明一下 模式消息隊列的句柄

因為我們的邏輯是按下按鍵1 會在當前模式下跳轉下一個模式，所以我們的按鍵就需要獲取當前模式。

按鍵中斷的代碼如下
在這里插入圖片描述

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	
	BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;  // 用于中斷后的任務調(diào)度標志 pdFALSE表示不進行任務調(diào)度
	uint8_t currentMode = 0;  // 當前模式
	uint8_t newMode = 0;      // 新模式
	if(GPIO_Pin == KEY1_Pin) //判斷一下那個引腳觸發(fā)中斷
	{
		/*注意現(xiàn)在是在外部中斷 要調(diào)用HAL_Delay，會使用Systick定時器中斷 所以Systick優(yōu)先級要高于外部中斷*/
		HAL_Delay(10);//延時消抖 
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == GPIO_PIN_SET)//判斷KEY1引腳仍為高電平
		{
			
			// 獲取當前模式：從消息隊列中讀取模式（使用xQueueReceiveFromISR）
			if (xQueueReceiveFromISR(myQueueModeHandle, &currentMode, &xHigherPriorityTaskWoken) != pdPASS)
			{
					currentMode = 0;  // 如果隊列為空，則默認為模式0
			}
				
			// 根據(jù)當前模式和按鍵動作更新模式
			if (currentMode == 6) 
			{
					newMode = 1;  // 如果當前模式是6，按鍵按下后切換到1
			}
			else{
				
					newMode = currentMode + 1;  // 否則模式加1
			}
      HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);  // 反轉LED

     // 將新模式發(fā)送到消息隊列（使用xQueueSendFromISR）
     xQueueSendFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken);  // 將新模式發(fā)送到隊列
			
		}
	}
	if(GPIO_Pin == KEY2_Pin) //判斷一下那個引腳觸發(fā)中斷
	{
		HAL_Delay(10);//延時消抖
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)//判斷KEY1引腳仍為低電平
		{
			
			// 重置模式為0
			newMode = 0;
			HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);  // 反轉LED
			// 將新模式發(fā)送到消息隊列
			//xQueueOverwriteFromISR 中斷中寫入消息隊列數(shù)據(jù)-且強制覆蓋原有數(shù)據(jù)
			xQueueOverwriteFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken);  // 將新模式發(fā)送到隊列
			
		}
	}
	
}

修改串口中斷

因為串口中斷中也有當前模式設置的功能

所以我們把串口中斷設置模式的也改一下，處理修改邏輯是按鍵中斷基本一樣

先聲明和定義相關文件和句柄
在這里插入圖片描述

#include "FreeRTOS.h"http://包含相關頭文件
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"

extern osMessageQId myQueueModeHandle;  //聲明一下 模式消息隊列的句柄

因為是局部變量、所以幾個變量名字一樣就可以了。
在這里插入圖片描述

	BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;  // 用于中斷后的任務調(diào)度標志 pdFALSE表示不進行任務調(diào)度
	uint8_t currentMode = 0;  // 當前模式
	uint8_t newMode = 0;      // 新模式

串口接收消息設置模式和按鍵按下設置邏輯也基本一致
在這里插入圖片描述

		if(g_ucUsart3ReceiveData == 'J') //改變模式
		{
			// 獲取當前模式：從消息隊列中讀取模式（使用xQueueReceiveFromISR）
			if (xQueueReceiveFromISR(myQueueModeHandle, &currentMode, &xHigherPriorityTaskWoken) != pdPASS)
			{
					currentMode = 0;  // 如果隊列為空，則默認為模式0
			}
				
			// 根據(jù)當前模式和按鍵動作更新模式
			if (currentMode == 6) 
			{
					newMode = 1;  // 如果當前模式是6，按鍵按下后切換到1
			}
			else{
				
					newMode = currentMode + 1;  // 否則模式加1
			}
     // 將新模式發(fā)送到消息隊列（使用xQueueSendFromISR）
     xQueueSendFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken);  // 將新模式發(fā)送到隊列
		}
		if(g_ucUsart3ReceiveData == 'K') //設置為顯示模式
		{
			// 重置模式為0
			newMode = 0;
		
			// 將新模式發(fā)送到消息隊列
			//xQueueOverwriteFromISR 中斷中寫入消息隊列數(shù)據(jù)-且強制覆蓋原有數(shù)據(jù)
			xQueueOverwriteFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken);  // 將新模式發(fā)送到隊列
		}

任務中讀取消息隊列

我們寫完了中斷中寫入消息隊列代碼，下面我們寫一下在任務中讀取消息隊列

先寫一下電機停止任務中的根據(jù)模式控制電機

在這里插入圖片描述

void StartStopTask(void const * argument)
{
	uint8_t receivedMode;  // 定義臨時變量 用來存儲讀取到的當前模式
	
  /* USER CODE BEGIN StartStopTask */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
//		UBaseType_t stackHighWaterMark = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);// 獲取當前任務的棧高水位值
//		printf("StartLedTask Mark: %u wordsn", (unsigned int)stackHighWaterMark);
//		size_t freeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();// 獲取系統(tǒng)的可用堆空間
//		printf("StartLedTask Free Heap Size: %u bytesn", (unsigned int)freeHeapSize);

		 // xQueuePeek從隊列查看數(shù)據(jù) 但是不將數(shù)據(jù)移除。
		//不等待隊列中的數(shù)據(jù)，隊列為空 則賦值receivedMode 為零
		if (xQueuePeek(myQueueModeHandle, &receivedMode, 0) == errQUEUE_EMPTY)
		{
			receivedMode = 0; //返回errQUEUE_EMPTY 表示 消息隊列為空 賦值receivedMode 為零
		}
		if(receivedMode == 0)//如果當前模式為0 則設置小車速度為零
		{
			motorPidSetSpeed(0,0);			//設置小車速度為0	
		}
		
    osDelay(10);
  }
  /* USER CODE END StartStopTask */
}

然后我們修改一下多模式任務代碼

至于那個保存讀取出來的臨時變量怎么命名都可以receivedMode或者readMode均可，這里我們命名readMode

注意，我們定義的時候，是把readMode 定義在每個任務的內(nèi)部，所以現(xiàn)在readMode是局部變量這和我們之前使用的全局變量g_ucMode是不一樣的，我們現(xiàn)在是通過消息隊列 myQueueMode 完成同步的。

在這里插入圖片描述

void StartMultiModTask(void const * argument)
{
		uint8_t readMode;  // 定義臨時變量 用來存儲讀取到的當前模式
	
  /* USER CODE BEGIN StartMultiModTask */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
//		UBaseType_t stackHighWaterMark = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);// 獲取當前任務的棧高水位值
//		printf("StartMultiModTask Mark: %u wordsn", (unsigned int)stackHighWaterMark);
//		size_t freeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();// 獲取系統(tǒng)的可用堆空間
//		printf("StartMultiModTask Free Heap Size: %u bytesn", (unsigned int)freeHeapSize);

		// xQueuePeek 從隊列讀取數(shù)據(jù)，且不將數(shù)據(jù)移除
		//不等待隊列中的數(shù)據(jù)，隊列為空時立即返回
		//如果隊列為空則賦值 當前模式receivedMode 為 0
		if (xQueuePeek(myQueueModeHandle, &readMode, 0) == errQUEUE_EMPTY)
		{
			readMode = 0;   //如果返回errQUEUE_EMPTY 就是消息隊列為空就賦值 readMode = 0
		}
		
		if(readMode == 1)
		{
		///****    紅外PID循跡功能******************/
		g_ucaHW_Read[0] = READ_HW_OUT_1;//讀取紅外對管狀態(tài)、這樣相比于寫在if里面更高效
		g_ucaHW_Read[1] = READ_HW_OUT_2;
		g_ucaHW_Read[2] = READ_HW_OUT_3;
		g_ucaHW_Read[3] = READ_HW_OUT_4;

		if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
		{
	//		printf("應該前進rn");//注釋掉更加高效，減少無必要程序執(zhí)行
			g_cThisState = 0;//前進
		}
		else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 1&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )//使用else if更加合理高效
		{
	//		printf("應該右轉rn");
			g_cThisState = -1;//應該右轉
		}
		else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
		{
	//		printf("快速右轉rn");
			g_cThisState = -2;//快速右轉
		}
		else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 1&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0)
		{
	//		printf("快速右轉rn");
			g_cThisState = -3;//快速右轉
		}
		else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
		{
	//		printf("應該左轉rn");
			g_cThisState = 1;//應該左轉	
		}
		else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 1 )
		{
	//		printf("快速左轉rn");
			g_cThisState = 2;//快速左轉
		}
		else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 1)
		{
	//	    printf("快速左轉rn");
			g_cThisState = 3;//快速左轉
		}
		g_fHW_PID_Out = PID_realize(&pidHW_Tracking,g_cThisState);//PID計算輸出目標速度 這個速度，會和基礎速度加減

		g_fHW_PID_Out1 = 3 + g_fHW_PID_Out;//電機1速度=基礎速度+循跡PID輸出速度
		g_fHW_PID_Out2 = 3 - g_fHW_PID_Out;//電機1速度=基礎速度-循跡PID輸出速度
		if(g_fHW_PID_Out1 >5) g_fHW_PID_Out1 =5;//進行限幅 限幅速度在0-5之間
		if(g_fHW_PID_Out1 <0) g_fHW_PID_Out1 =0;
		if(g_fHW_PID_Out2 >5) g_fHW_PID_Out2 =5;//進行限幅 限幅速度在0-5之間
		if(g_fHW_PID_Out2 <0) g_fHW_PID_Out2 =0;
		if(g_cThisState != g_cLastState)//如何這次狀態(tài)不等于上次狀態(tài)、就進行改變目標速度和控制電機、在定時器中依舊定時控制電機
		{
			motorPidSetSpeed(g_fHW_PID_Out1,g_fHW_PID_Out2);//通過計算的速度控制電機
		}
		
		g_cLastState = g_cThisState;//保存上次紅外對管狀態(tài)	

		}
		if(readMode == 2)
		{
			
			//***************遙控模式***********************//
			//遙控模式的控制在串口三的中斷里面
		}
		if(readMode == 3)
		{
			//******超聲波避障模式*********************//
	避障邏輯
			if(HC_SR04_Read() > 25)//前方無障礙物
			{
				motorPidSetSpeed(1,1);//前運動
				osDelay(100);
			}
			else{	//前方有障礙物
				motorPidSetSpeed(-1,1);//右邊運動 原地	
				osDelay(500);
				if(HC_SR04_Read() > 25)//右邊無障礙物
				{
					motorPidSetSpeed(1,1);//前運動
					osDelay(100);
				}
				else{//右邊有障礙物
					motorPidSetSpeed(1,-1);//左邊運動 原地
					osDelay(1000);
					if(HC_SR04_Read() >25)//左邊無障礙物
					{
						 motorPidSetSpeed(1,1);//前運動
						osDelay(100);
					}
					else{
						motorPidSetSpeed(-1,-1);//后運動
						osDelay(1000);
						motorPidSetSpeed(-1,1);//右邊運動
						osDelay(50);
					}
				}
			}
		}
		if(readMode == 4)
		{
		//**********PID跟隨功能***********//
			g_fHC_SR04_Read=HC_SR04_Read();//讀取前方障礙物距離
			if(g_fHC_SR04_Read < 60){  //如果前60cm 有東西就啟動跟隨
				g_fFollow_PID_Out = PID_realize(&pidFollow,g_fHC_SR04_Read);//PID計算輸出目標速度 這個速度，會和基礎速度加減
				if(g_fFollow_PID_Out > 6) g_fFollow_PID_Out = 6;//對輸出速度限幅
				if(g_fFollow_PID_Out < -6) g_fFollow_PID_Out = -6;
				motorPidSetSpeed(g_fFollow_PID_Out,g_fFollow_PID_Out);//速度作用與電機上
			}
			else motorPidSetSpeed(0,0);//如果前面60cm 沒有東西就停止
			osDelay(10);//讀取超聲波傳感器不能過快
		}
		if(readMode == 5)
		{
		//*************MPU6050航向角 PID轉向控制*****************//

			sprintf((char *)Usart3String,"pitch:%.2f roll:%.2f yaw:%.2frn",pitch,roll,yaw);//顯示6050數(shù)據(jù) 俯仰角 橫滾角 航向角
			HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),0xFFFF);//通過串口三輸出字符 strlen:計算字符串大小	
			 
	//	    mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw);//返回值:0,DMP成功解出歐拉角
	//		while(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)!=0){}  //這個可以解決經(jīng)常讀不出數(shù)據(jù)的問題
			
			
			g_fMPU6050YawMovePidOut = PID_realize(&pidMPU6050YawMovement,yaw);//PID計算輸出目標速度 這個速度，會和基礎速度加減

			g_fMPU6050YawMovePidOut1 = 1.5 + g_fMPU6050YawMovePidOut;//基礎速度加減PID輸出速度
			g_fMPU6050YawMovePidOut2 = 1.5 - g_fMPU6050YawMovePidOut;
			if(g_fMPU6050YawMovePidOut1 >3.5) g_fMPU6050YawMovePidOut1 =3.5;//進行限幅
			if(g_fMPU6050YawMovePidOut1 <0) g_fMPU6050YawMovePidOut1 =0;
			if(g_fMPU6050YawMovePidOut2 >3.5) g_fMPU6050YawMovePidOut2 =3.5;//進行限幅
			if(g_fMPU6050YawMovePidOut2 <0) g_fMPU6050YawMovePidOut2 =0;
			motorPidSetSpeed(g_fMPU6050YawMovePidOut1,g_fMPU6050YawMovePidOut2);//將最后計算的目標速度 通過motorPidSetSpeed控制電機
		
		}
		if(readMode == 6)
		{

//			sprintf((char*)OledString, "lHW:%d  ", g_lHW_State);//視覺識別結果
//			OLED_ShowString(0,7,OledString,12);//這個是oled驅(qū)動里面的，是顯示位置的一個函數(shù)，
			
			g_fHW_PID_Out = PID_realize(&pidOpenmv_Tracking,g_cThisState);//PID計算輸出目標速度 這個速度，會和基礎速度加減

			g_fHW_PID_Out1 = 0.5 + g_fHW_PID_Out;//電機1速度=基礎速度+循跡PID輸出速度
			g_fHW_PID_Out2 = 0.5 - g_fHW_PID_Out;//電機1速度=基礎速度-循跡PID輸出速度
			if(g_fHW_PID_Out1 >1.2) g_fHW_PID_Out1 =1.2;//進行限幅 限幅速度在0-1.2之間
			if(g_fHW_PID_Out1 <0) g_fHW_PID_Out1 =0;
			if(g_fHW_PID_Out2 >1.2) g_fHW_PID_Out2 =1.2;//進行限幅 限幅速度在0-1.2之間
			if(g_fHW_PID_Out2 <0) g_fHW_PID_Out2 =0;
			if(g_cThisState != g_cLastState)//如何這次狀態(tài)不等于上次狀態(tài)、就進行改變目標速度和控制電機、在定時器中依舊定時控制電機
			{
				motorPidSetSpeed(g_fHW_PID_Out1,g_fHW_PID_Out2);//通過計算的速度控制電機
			}
			g_cLastState = g_cThisState;//保存上次紅外對管狀態(tài)	

		}
    osDelay(1);
  }
  /* USER CODE END StartMultiModTask */
}

然后顯示部分也要修改，顯示的模式變量要是從消息隊列中獲得才可以
在這里插入圖片描述

void StartOledTask(void const * argument)
{
	uint8_t readMode;  // 定義臨時變量 用來存儲讀取到的當前模式
	
  /* USER CODE BEGIN StartOledTask */
  /* Infinite loop */
  for(;;)
  {
		
//		UBaseType_t stackHighWaterMark = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);// 獲取當前任務的棧高水位值
//		printf("StartOledTask Mark: %u wordsn", (unsigned int)stackHighWaterMark);
//		size_t freeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();// 獲取系統(tǒng)的可用堆空間
//		printf("StartOledTask Free Heap Size: %u bytesn", (unsigned int)freeHeapSize);
		
		// xQueuePeek從隊列讀取數(shù)據(jù)，且不將數(shù)據(jù)移除
		//不等待隊列中的數(shù)據(jù)，隊列為空時立即返回
		//如果隊列為空 則賦值當前模式receivedMode 為 0
		if (xQueuePeek(myQueueModeHandle, &readMode, 0) == errQUEUE_EMPTY)
		{
			readMode = 0;   //如果返回errQUEUE_EMPTY 就是消息隊列為空就賦值 readMode = 0
		}
		
		sprintf((char *)OledString," g_ucMode:%d",readMode);//顯示g_ucMode 當前模式
		OLED_ShowString(0,6,OledString,12);	//顯示在OLED上
		
		sprintf((char*)OledString, "lHW:%d  ", g_lHW_State);//視覺識別結果
		OLED_ShowString(0,7,OledString,12);//這個是oled驅(qū)動里面的，是顯示位置的一個函數(shù)，
	
		sprintf((char *)Usart3String," g_ucMode:%d",readMode);//藍牙APP顯示
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式發(fā)送通過串口三輸出字符 strlen:計算字符串大小

好的我們這里調(diào)試了23-1_LED_FreeRTOS 的代碼六個模式

0-電機停止模式-測試正常

1-PID紅外循跡-測試正常

2-藍牙遙控模式-測試正常

3-超聲波避障模式-測試正常

4-超聲波PID跟隨模式-測試正常

5-MPU6050航向角 PID轉向控制-這個沒有測試，我們把6050代碼都注釋掉了

6-攝像頭循跡模式-測試正常

下一章節(jié)我們再加入MPU6050

23.1.3-消息隊列編程測試FreeRTOS 項目 FreeRTOS學習筆記 FreeRTOS移植

23.1.3-消息隊列編程測試

創(chuàng)建消息隊列

中斷中向消息隊列發(fā)送數(shù)據(jù)

修改按鍵中斷

修改串口中斷

任務中讀取消息隊列

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中斷中向消息隊列發(fā)送數(shù)據(jù)

修改按鍵中斷

修改串口中斷

任務中讀取消息隊列

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