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这个是全网最详细的STM32项目教学视频。
第一篇CSDN文章在这里在这里:
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V3:HAL库开发、手把手教学下面功能：PID速度控制、PID循迹、PID跟随、遥控、避障、PID角度控制、openmv视觉控制、电磁循迹、FreeRTOS、K210视觉智能车(更新中)、K230视觉智能车(更新中)、MSPM0G3507视觉智能车(更新中)
23.1.3-消息队列编程测试
创建消息队列
复制22-6_LED_FreeRTOS的工程命名为23-1_LED_FreeRTOS
消息队列可以自己写代码创建也可以使用STM32cubemx创建
这里说一下如何使用STM32cubemx创建任务
Queue Name： 队列名称 myQueueMode
Queue Size： 队列能够存储的最大单元数目，即队列深度 我们这里用来保存当前模式一个就够了 所以设置1
Queue Size： 队列中数据单元的长度，以字节为单位 我们之前模式变量定义的是八位 所以这里也设置8位
Allocation： 分配方式：Dynamic 动态内存创建 我们动态创建
Buffer Name： 缓冲区名称
Buffer Size： 缓冲区大小
Conrol Block Name： 控制块名称
设置完成后然后生成代码
打开代码
可以看到有自动生成的消息队列句柄
创建消息队列 myQueueMode 并返回句柄 myQueueModeHandle。
中断中向消息队列发送数据
修改按键中断
我们需要在按键中断中通过消息队列设置当前模式，先在前面包含相关头文件和声明一下 模式消息队列
#include "FreeRTOS.h"//包含相关头文件
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
extern osMessageQId myQueueModeHandle; //声明一下 模式消息队列的句柄
因为我们的逻辑是按下按键1 会在当前模式下跳转下一个模式，所以我们的按键就需要获取当前模式。
按键中断的代码如下
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE; // 用于中断后的任务调度标志 pdFALSE表示不进行任务调度
uint8_t currentMode = 0; // 当前模式
uint8_t newMode = 0; // 新模式
if(GPIO_Pin == KEY1_Pin) //判断一下那个引脚触发中断
{
/*注意现在是在外部中断 要调用HAL_Delay，会使用Systick定时器中断 所以Systick优先级要高于外部中断*/
HAL_Delay(10);//延时消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == GPIO_PIN_SET)//判断KEY1引脚仍为高电平
{
// 获取当前模式：从消息队列中读取模式（使用xQueueReceiveFromISR）
if (xQueueReceiveFromISR(myQueueModeHandle, ¤tMode, &xHigherPriorityTaskWoken) != pdPASS)
{
currentMode = 0; // 如果队列为空，则默认为模式0
}
// 根据当前模式和按键动作更新模式
if (currentMode == 6)
{
newMode = 1; // 如果当前模式是6，按键按下后切换到1
}
else{
newMode = currentMode + 1; // 否则模式加1
}
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin); // 反转LED
// 将新模式发送到消息队列（使用xQueueSendFromISR）
xQueueSendFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken); // 将新模式发送到队列
}
}
if(GPIO_Pin == KEY2_Pin) //判断一下那个引脚触发中断
{
HAL_Delay(10);//延时消抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)//判断KEY1引脚仍为低电平
{
// 重置模式为0
newMode = 0;
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin); // 反转LED
// 将新模式发送到消息队列
//xQueueOverwriteFromISR 中断中写入消息队列数据-且强制覆盖原有数据
xQueueOverwriteFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken); // 将新模式发送到队列
}
}
}
修改串口中断
因为串口中断中也有当前模式设置的功能
所以我们把串口中断设置模式的也改一下，处理修改逻辑是按键中断基本一样
先声明和定义相关文件和句柄
#include "FreeRTOS.h"//包含相关头文件
#include "task.h"
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
extern osMessageQId myQueueModeHandle; //声明一下 模式消息队列的句柄
因为是局部变量、所以几个变量名字一样就可以了。
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE; // 用于中断后的任务调度标志 pdFALSE表示不进行任务调度
uint8_t currentMode = 0; // 当前模式
uint8_t newMode = 0; // 新模式
串口接收消息设置模式和按键按下设置逻辑也基本一致
if(g_ucUsart3ReceiveData == 'J') //改变模式
{
// 获取当前模式：从消息队列中读取模式（使用xQueueReceiveFromISR）
if (xQueueReceiveFromISR(myQueueModeHandle, ¤tMode, &xHigherPriorityTaskWoken) != pdPASS)
{
currentMode = 0; // 如果队列为空，则默认为模式0
}
// 根据当前模式和按键动作更新模式
if (currentMode == 6)
{
newMode = 1; // 如果当前模式是6，按键按下后切换到1
}
else{
newMode = currentMode + 1; // 否则模式加1
}
// 将新模式发送到消息队列（使用xQueueSendFromISR）
xQueueSendFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken); // 将新模式发送到队列
}
if(g_ucUsart3ReceiveData == 'K') //设置为显示模式
{
// 重置模式为0
newMode = 0;
// 将新模式发送到消息队列
//xQueueOverwriteFromISR 中断中写入消息队列数据-且强制覆盖原有数据
xQueueOverwriteFromISR(myQueueModeHandle, &newMode, &xHigherPriorityTaskWoken); // 将新模式发送到队列
}
任务中读取消息队列
我们写完了 中断中写入消息队列代码，下面我们写一下 在任务中读取消息队列
先写一下 电机停止任务中的根据模式控制电机
void StartStopTask(void const * argument)
{
uint8_t receivedMode; // 定义临时变量 用来存储读取到的当前模式
/* USER CODE BEGIN StartStopTask */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// UBaseType_t stackHighWaterMark = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);// 获取当前任务的栈高水位值
// printf("StartLedTask Mark: %u wordsn", (unsigned int)stackHighWaterMark);
// size_t freeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();// 获取系统的可用堆空间
// printf("StartLedTask Free Heap Size: %u bytesn", (unsigned int)freeHeapSize);
// xQueuePeek从队列查看数据 但是不将数据移除。
//不等待队列中的数据，队列为空 则赋值receivedMode 为零
if (xQueuePeek(myQueueModeHandle, &receivedMode, 0) == errQUEUE_EMPTY)
{
receivedMode = 0; //返回errQUEUE_EMPTY 表示 消息队列为空 赋值receivedMode 为零
}
if(receivedMode == 0)//如果当前模式为0 则设置小车速度为零
{
motorPidSetSpeed(0,0); //设置小车速度为0
}
osDelay(10);
}
/* USER CODE END StartStopTask */
}
然后我们修改一下 多模式任务代码
至于那个保存读取出来的临时变量 怎么命名都可以receivedMode或者readMode均可，这里我们命名readMode
注意，我们定义的时候，是把readMode 定义在每个任务的内部，所以现在readMode是局部变量 这和我们之前使用的全局变量g_ucMode是不一样的，我们现在是通过消息队列 myQueueMode 完成同步的。
void StartMultiModTask(void const * argument)
{
uint8_t readMode; // 定义临时变量 用来存储读取到的当前模式
/* USER CODE BEGIN StartMultiModTask */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// UBaseType_t stackHighWaterMark = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);// 获取当前任务的栈高水位值
// printf("StartMultiModTask Mark: %u wordsn", (unsigned int)stackHighWaterMark);
// size_t freeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();// 获取系统的可用堆空间
// printf("StartMultiModTask Free Heap Size: %u bytesn", (unsigned int)freeHeapSize);
// xQueuePeek 从队列读取数据，且不将数据移除
//不等待队列中的数据，队列为空时立即返回
//如果队列为空则赋值 当前模式receivedMode 为 0
if (xQueuePeek(myQueueModeHandle, &readMode, 0) == errQUEUE_EMPTY)
{
readMode = 0; //如果返回errQUEUE_EMPTY 就是消息队列为空就赋值 readMode = 0
}
if(readMode == 1)
{
///**** 红外PID循迹功能******************/
g_ucaHW_Read[0] = READ_HW_OUT_1;//读取红外对管状态、这样相比于写在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("应该前进rn");//注释掉更加高效，减少无必要程序执行
g_cThisState = 0;//前进
}
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("应该右转rn");
g_cThisState = -1;//应该右转
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
{
// printf("快速右转rn");
g_cThisState = -2;//快速右转
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 1&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0)
{
// printf("快速右转rn");
g_cThisState = -3;//快速右转
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
{
// printf("应该左转rn");
g_cThisState = 1;//应该左转
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 1 )
{
// printf("快速左转rn");
g_cThisState = 2;//快速左转
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 1)
{
// printf("快速左转rn");
g_cThisState = 3;//快速左转
}
g_fHW_PID_Out = PID_realize(&pidHW_Tracking,g_cThisState);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减
g_fHW_PID_Out1 = 3 + g_fHW_PID_Out;//电机1速度=基础速度+循迹PID输出速度
g_fHW_PID_Out2 = 3 - g_fHW_PID_Out;//电机1速度=基础速度-循迹PID输出速度
if(g_fHW_PID_Out1 >5) g_fHW_PID_Out1 =5;//进行限幅 限幅速度在0-5之间
if(g_fHW_PID_Out1 <0) g_fHW_PID_Out1 =0;
if(g_fHW_PID_Out2 >5) g_fHW_PID_Out2 =5;//进行限幅 限幅速度在0-5之间
if(g_fHW_PID_Out2 <0) g_fHW_PID_Out2 =0;
if(g_cThisState != g_cLastState)//如何这次状态不等于上次状态、就进行改变目标速度和控制电机、在定时器中依旧定时控制电机
{
motorPidSetSpeed(g_fHW_PID_Out1,g_fHW_PID_Out2);//通过计算的速度控制电机
}
g_cLastState = g_cThisState;//保存上次红外对管状态
}
if(readMode == 2)
{
//***************遥控模式***********************//
//遥控模式的控制在串口三的中断里面
}
if(readMode == 3)
{
//******超声波避障模式*********************//
避障逻辑
if(HC_SR04_Read() > 25)//前方无障碍物
{
motorPidSetSpeed(1,1);//前运动
osDelay(100);
}
else{ //前方有障碍物
motorPidSetSpeed(-1,1);//右边运动 原地
osDelay(500);
if(HC_SR04_Read() > 25)//右边无障碍物
{
motorPidSetSpeed(1,1);//前运动
osDelay(100);
}
else{//右边有障碍物
motorPidSetSpeed(1,-1);//左边运动 原地
osDelay(1000);
if(HC_SR04_Read() >25)//左边无障碍物
{
motorPidSetSpeed(1,1);//前运动
osDelay(100);
}
else{
motorPidSetSpeed(-1,-1);//后运动
osDelay(1000);
motorPidSetSpeed(-1,1);//右边运动
osDelay(50);
}
}
}
}
if(readMode == 4)
{
//**********PID跟随功能***********//
g_fHC_SR04_Read=HC_SR04_Read();//读取前方障碍物距离
if(g_fHC_SR04_Read < 60){ //如果前60cm 有东西就启动跟随
g_fFollow_PID_Out = PID_realize(&pidFollow,g_fHC_SR04_Read);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减
if(g_fFollow_PID_Out > 6) g_fFollow_PID_Out = 6;//对输出速度限幅
if(g_fFollow_PID_Out < -6) g_fFollow_PID_Out = -6;
motorPidSetSpeed(g_fFollow_PID_Out,g_fFollow_PID_Out);//速度作用与电机上
}
else motorPidSetSpeed(0,0);//如果前面60cm 没有东西就停止
osDelay(10);//读取超声波传感器不能过快
}
if(readMode == 5)
{
//*************MPU6050航向角 PID转向控制*****************//
sprintf((char *)Usart3String,"pitch:%.2f roll:%.2f yaw:%.2frn",pitch,roll,yaw);//显示6050数据 俯仰角 横滚角 航向角
HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const char *)Usart3String),0xFFFF);//通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
// mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw);//返回值:0,DMP成功解出欧拉角
// while(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)!=0){} //这个可以解决经常读不出数据的问题
g_fMPU6050YawMovePidOut = PID_realize(&pidMPU6050YawMovement,yaw);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减
g_fMPU6050YawMovePidOut1 = 1.5 + g_fMPU6050YawMovePidOut;//基础速度加减PID输出速度
g_fMPU6050YawMovePidOut2 = 1.5 - g_fMPU6050YawMovePidOut;
if(g_fMPU6050YawMovePidOut1 >3.5) g_fMPU6050YawMovePidOut1 =3.5;//进行限幅
if(g_fMPU6050YawMovePidOut1 <0) g_fMPU6050YawMovePidOut1 =0;
if(g_fMPU6050YawMovePidOut2 >3.5) g_fMPU6050YawMovePidOut2 =3.5;//进行限幅
if(g_fMPU6050YawMovePidOut2 <0) g_fMPU6050YawMovePidOut2 =0;
motorPidSetSpeed(g_fMPU6050YawMovePidOut1,g_fMPU6050YawMovePidOut2);//将最后计算的目标速度 通过motorPidSetSpeed控制电机
}
if(readMode == 6)
{
// sprintf((char*)OledString, "lHW:%d ", g_lHW_State);//视觉识别结果
// OLED_ShowString(0,7,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
g_fHW_PID_Out = PID_realize(&pidOpenmv_Tracking,g_cThisState);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减
g_fHW_PID_Out1 = 0.5 + g_fHW_PID_Out;//电机1速度=基础速度+循迹PID输出速度
g_fHW_PID_Out2 = 0.5 - g_fHW_PID_Out;//电机1速度=基础速度-循迹PID输出速度
if(g_fHW_PID_Out1 >1.2) g_fHW_PID_Out1 =1.2;//进行限幅 限幅速度在0-1.2之间
if(g_fHW_PID_Out1 <0) g_fHW_PID_Out1 =0;
if(g_fHW_PID_Out2 >1.2) g_fHW_PID_Out2 =1.2;//进行限幅 限幅速度在0-1.2之间
if(g_fHW_PID_Out2 <0) g_fHW_PID_Out2 =0;
if(g_cThisState != g_cLastState)//如何这次状态不等于上次状态、就进行改变目标速度和控制电机、在定时器中依旧定时控制电机
{
motorPidSetSpeed(g_fHW_PID_Out1,g_fHW_PID_Out2);//通过计算的速度控制电机
}
g_cLastState = g_cThisState;//保存上次红外对管状态
}
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartMultiModTask */
}
然后显示部分也要修改，显示的模式变量要是从消息队列中获得才可以
void StartOledTask(void const * argument)
{
uint8_t readMode; // 定义临时变量 用来存储读取到的当前模式
/* USER CODE BEGIN StartOledTask */
/* Infinite loop */
for(;;)
{
// UBaseType_t stackHighWaterMark = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);// 获取当前任务的栈高水位值
// printf("StartOledTask Mark: %u wordsn", (unsigned int)stackHighWaterMark);
// size_t freeHeapSize = xPortGetFreeHeapSize();// 获取系统的可用堆空间
// printf("StartOledTask Free Heap Size: %u bytesn", (unsigned int)freeHeapSize);
// xQueuePeek从队列读取数据，且不将数据移除
//不等待队列中的数据，队列为空时立即返回
//如果队列为空 则赋值当前模式receivedMode 为 0
if (xQueuePeek(myQueueModeHandle, &readMode, 0) == errQUEUE_EMPTY)
{
readMode = 0; //如果返回errQUEUE_EMPTY 就是消息队列为空就赋值 readMode = 0
}
sprintf((char *)OledString," g_ucMode:%d",readMode);//显示g_ucMode 当前模式
OLED_ShowString(0,6,OledString,12); //显示在OLED上
sprintf((char*)OledString, "lHW:%d ", g_lHW_State);//视觉识别结果
OLED_ShowString(0,7,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
sprintf((char *)Usart3String," g_ucMode:%d",readMode);//蓝牙APP显示
HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const char *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
好的我们这里调试了23-1_LED_FreeRTOS 的代码六个模式
0-电机停止模式-测试正常
1-PID红外循迹-测试正常
2-蓝牙遥控模式-测试正常
3-超声波避障模式-测试正常
4-超声波PID跟随模式-测试正常
5-MPU6050航向角 PID转向控制-这个没有测试，我们把6050代码都注释掉了
6-摄像头循迹模式-测试正常
下一章节我们再加入MPU6050
