在上一教程中，我们在Arduino Uno中介绍了FreeRTOS，并为LED闪烁创建了一个任务。现在，在本教程中，我们将更深入地研究RTOS API的高级概念，并了解不同任务之间的通信。在这里，我们还学习了将数据从一个任务传输到另一个任务的队列，并通过将16x2 LCD和LDR与Arduino Uno接口来演示队列API的工作。
在讨论队列之前，让我们看一下另外一个FreeRTOS API，它有助于完成分配的工作后删除任务。有时需要删除任务以释放分配的内存。在上一教程的继续中，我们将在同一代码中使用 vTaskDelete（） API函数删除其中一个任务。任务可以使用 vTaskDelete（） API函数删除自身或任何其他任务。
要使用此API，您必须配置 FreeRTOSConfig.h 文件。该文件用于根据应用程序定制FreeRTOS。它用于更改调度算法和许多其他参数。该文件可在Arduino目录中找到，该目录通常可在PC的Documents文件夹中找到。就我而言，它在 \ Documents \ Arduino \ libraries \ FreeRTOS \ src中 可用，如下所示。
现在，使用任何文本编辑器打开此文件，然后搜索 了的#define INCLUDE_vTaskDelete 并确保其值为“1”（1所表示启用，0表示禁用）。默认情况下为1，但会对其进行检查。
在接下来的教程中，我们将经常使用此配置文件来设置参数。
现在，让我们看看如何删除任务。
在FreeRTOS Arduino中删除任务
要删除任务，我们必须使用vTaskDelete（）API函数。它仅需一个参数。
vTaskDelete（TaskHandle_t pxTaskToDelete）;
pxTaskToDelete：这是要删除的任务的句柄。它与 xTaskCreate（） API的第六个参数相同。在上一教程中，此参数设置为NULL，但是您可以使用任何名称来传递任务内容的地址。假设您要为宣告为
TaskHandle_t any_name; 示例：TaskHandle_t xTask2Handle;
现在，在vTaskCreate（）API中将第6个参数设置为
xTaskCreate（TaskBlink2，“ task2”，128，NULL，1，&xTask2Handle）;
现在可以使用您提供的句柄访问此任务的内容。
同样，任务可以通过传递NULL代替有效任务句柄来删除自身。
如果要从任务3本身删除任务3，则需要编写 vTaskDelete（NULL）; 在Task3函数中，但是如果您要从任务2中删除任务3，请编写 vTaskDelete（xTask3Handle）; 在task2函数中。
在以前的教程代码中，要从task2本身删除Task2，只需添加 vTaskDelete（NULL）;。 在 void TaskBlink2（void * pvParameters） 函数中。然后上面的功能看起来像这样
void TaskBlink2（void * pvParameters） { Serial.println（“ Task2正在运行，即将删除”）； vTaskDelete（NULL）; pinMode（7，输出）; while（1） { digitalWrite（7，HIGH）; vTaskDelay（300 / portTICK_PERIOD_MS）; digitalWrite（7，LOW）; vTaskDelay（300 / portTICK_PERIOD_MS）; } }
现在，上传代码并观察LED和串行监视器。您将看到第二个LED现在没有闪烁，并且在遇到删除API后删除了task2。
因此，可以使用该API停止执行特定任务。
现在，让我们从队列开始。
FreeRTOS中的队列是什么？
队列是可以容纳有限数量的固定大小元素的数据结构，它以FIFO方案（先进先出）操作。队列提供了任务到任务，任务到中断以及中断到任务的通信机制。
队列可以容纳的最大元素数称为“长度”。创建队列时，将设置每个元素的长度和大小。
FreeRTOS文档中很好地说明了如何使用队列进行数据传输的示例，可在此处找到。您可以轻松理解给定的示例。
了解了队列之后，让我们尝试了解创建队列的过程，并尝试在我们的FreeRTOS代码中实现它。
在FreeRTOS中创建队列
首先，描述要在FreeRTOS队列和Arduino Uno的帮助下实现的问题陈述。
我们要在16 * 2 LCD上打印LDR传感器的值。所以现在有两个任务
- Task1正在获取LDR的模拟值。
- Task2正在LCD上打印模拟值。
因此，这里的队列起了作用，因为它将task1生成的数据发送到task2。在task1中，我们将模拟值发送到队列，在task2中，我们将从队列中接收它。
有三个函数可以使用队列
- 创建队列
- 将数据发送到队列
- 从队列接收数据
要创建队列，请使用xQueueCreate（）函数API。它有两个参数。
xQueueCreate（UBaseType_t uxQueueLength，UBaseType_t uxItemSize）;
uxQueueLength：正在创建的队列可以一次容纳的最大项目数。
uxItemSize：可以存储在队列中的每个数据项的大小（以字节为单位）。
如果此函数返回NULL，则由于内存不足而不会创建该队列，并且如果它返回非NULL值，则表示队列创建成功。将此返回值存储到变量中，以将其用作访问队列的句柄，如下所示。
QueueHandle_t queue1; queue1 = xQueueCreate（4，sizeof（int））;
这将在int大小（每个块2个字节）的堆内存中创建一个4元素队列，并将返回值存储到 queue1 处理变量。
2.在FreeRTOS中将数据发送到队列
要将值发送到队列，FreeRTOS为此提供了2种API变体。
- xQueueSendToBack（）：用于将数据发送到队列的后部（尾部）。
- xQueueSendToFront（）：用于将数据发送到队列的前端（头）。
现在， xQueueSend（） 等效于 xQueueSendToBack（） 并与之完全相同 。
所有这些API都有3个参数。
xQueueSendToBack（QueueHandle_t xQueue，const void * pvItemToQueue，TickType_t xTicksToWait）;
xQueue：将数据发送（写入）到的队列的句柄。此变量与用于存储xQueueCreate API的返回值的变量相同。
pvItemToQueue：指向要复制到队列中的数据的指针。
xTicksToWait：任务应保持在“阻塞”状态以等待队列中可用空间的最长时间。
设置 xTicksToWait 到 portMAX_DELAY 将导致任务无限期地等待（没有超时），提供 INCLUDE_vTaskSuspend 被设置为1 FreeRTOSConfig.h中 否则你可以使用宏 pdMS_TO_TICKS（） 转换以毫秒为单位成蜱指定的时间的时间。
3.在FreeRTOS中从队列接收数据
要从队列接收（读取）项目，请使用xQueueReceive（）。从队列中删除接收到的项目。
该API还接受三个参数。
xQueueReceive（QueueHandle_t xQueue，void * const pvBuffer，TickType_t xTicksToWait）;
第一个和第三个参数与发送API相同。仅第二个参数不同。
const pvBuffer：指向将接收到的数据复制到的内存的指针。
希望您理解这三个API。现在，我们将在Arduino IDE中实现这些API，并尝试解决上述问题。
电路原理图
这是在面包板上的外观：
在Arduino IDE中实现FreeRTOS队列
让我们开始为我们的应用程序编写代码。
1.首先，打开Arduino IDE，并包含 Arduino_FreeRTOS.h 头文件。现在，如果使用了任何类似队列的内核对象，则包括它的头文件。由于我们使用的是16 * 2 LCD，因此也要包含它的库。
#include #include
2.初始化队列句柄以存储队列的内容。另外，初始化LCD引脚号。
QueueHandle_t queue_1; LiquidCrystal LCD（7、8、9、10、11、12）;
3.在 void setup（）中， 以9600波特率初始化LCD和串行监视器。使用相应的API创建一个队列和两个任务。在这里，我们将创建一个大小为4的整数类型的队列。创建具有相同优先级的任务，然后尝试使用该数字。最后，如下所示启动调度程序。
void setup（）{ Serial.begin（9600）; lcd.begin（16，2）; queue_1 = xQueueCreate（4，sizeof（int））; 如果（queue_1 == NULL）{ Serial.println（“无法创建队列”）; } xTaskCreate（TaskDisplay，“ Display_task”，128，NULL，1，NULL）; xTaskCreate（TaskLDR，“ LDR_task”，128，NULL，1，NULL）; vTaskStartScheduler（）; }
4.现在，创建两个函数 TaskDisplay 和 TaskLDR 。在 TaskLDR 函数中，将LDR连接到Arduino UNO的A0引脚，读取变量中的模拟引脚A0。现在，通过将变量中存储的值传递到 xQueueSend API中来发送它，并使用 vTaskDelay（） API在1秒后将任务发送到块状态，如下所示。
TaskLDR（void * pvParameters）{ int current_intensity; while（1）{ Serial.println（“ Task1”）; current_intensity = AnalogRead（A0）; Serial.println（current_intensity）; xQueueSend（queue_1，¤t_intensity，portMAX_DELAY）; vTaskDelay（1000 / portTICK_PERIOD_MS）; } }
5.同样，为 TaskDisplay 创建一个函数，并在传递给 xQueueReceive 函数的变量中接收值。另外，如果可以从队列成功接收数据，则 xQueueReceive（） 返回 pdPASS； 如果队列为空，则返回 errQUEUE_EMPTY 。
现在，使用 lcd.print（） 函数将值显示在LCD上。
void TaskDisplay（void * pvParameters）{ int strength = 0; while（1）{ Serial.println（“ Task2”）; 如果（xQueueReceive（queue_1，&intensity，portMAX_DELAY）== pdPASS）{ lcd.clear（）; lcd.setCursor（0，0）; lcd.print（“ Intensity：”）; lcd.setCursor（11，0）; lcd.print（强度）; } } }
而已。我们已经完成了Queue实现的编码部分。最后可以找到完整的代码以及有效的视频。
现在，根据电路图将LCD和LDR与Arduino UNO连接起来，上传代码。打开串行监视器并观察任务。您将看到任务在切换，LDR值根据光强度而变化。
注意： FreeRTOS内核不支持为不同传感器制造的大多数库，原因是这些库中存在延迟功能。延迟使CPU完全停止，因此，FreeRTOS内核也停止工作，并且代码将无法进一步执行，并且开始出现异常。因此，我们必须使这些库无延迟以与FreeRTOS一起使用。