FreeRTOS当中的Mail Queue使用教程（CMSIS_v1）

为什么要使用Mail Queue

以蜂鸣器举例：为什么要用邮箱，而不是直接 BeepOn()？

避免阻塞调用者

蜂鸣器响需要时间，如果每个调用方自己去响蜂鸣器，它们都会被这个延时卡住。现在改成邮箱后，调用方发完请求就能继续干别的。
统一串行处理多个请求

如果多个任务同时想蜂鸣器发声，邮箱会把这些请求排队，蜂鸣器任务按顺序处理，不会互相打架。
线程安全、职责清晰

硬件操作只放在一个任务里做，其他任务只负责发消息，结构更稳，后续好维护。

让蜂鸣器请求变成一个异步队列，避免阻塞其他任务，并把硬件控制集中到一个地方。

什么是Mail Queue

FreeRTOS当中传统的Mailbox

对队列（Queue）的一种特殊用法

Mailbox = Queue（Queue length = 1）

特点：

只能存 1 条消息

新消息会覆盖旧消息

CMSIS_v1当中的Mail Queue

多消息缓存队列，带内存管理的消息传递机制

CMSIS Mail Queue = Queue + Memory Pool

内部结构：

$内存池$ → 存放多个 BeepMsg_t

↓

$队列$ → 存放指针（指向这些消息）

接口函数（CMSIS_v1）

以下我均以蜂鸣器使用举例子

初始化接口

osMailQDef --- 定义邮箱

c 复制代码

// 定义蜂鸣器消息队列，队列长度为10，消息类型为BeepMsg_t
osMailQDef(BeepMail, BEEP_MSG_QUENE_SIZE, BeepMsg_t);

osMailCreate --- 创建邮箱

c 复制代码

  // 创建邮箱队列，供外部调用接口使用
  BeepMail = osMailCreate(osMailQ(BeepMail), NULL);

外部调用接口

osMailAlloc --- 申请内存

c 复制代码

  // 从邮箱申请一个消息块，失败则直接丢弃本次请求
  p = osMailAlloc(BeepMail, 0);

osMailPut --- 消息投递

c 复制代码

// 将消息投递给蜂鸣器任务，由任务统一控制 IO 输出
osMailPut(BeepMail, p);

Task内部处理接口

osMailGet --- 阻塞等待

c 复制代码

// 阻塞等待蜂鸣器控制消息
evt = osMailGet(BeepMail, osWaitForever);

osMailFree --- 释放内存

c 复制代码

	// 释放消息块
  osMailFree(BeepMail, p);

整体工程---beep.c

c 复制代码

osThreadId BeepTaskHandle;
osMailQId BeepMail;
// 定义蜂鸣器消息队列，队列长度为10，消息类型为BeepMsg_t
osMailQDef(BeepMail, BEEP_MSG_QUENE_SIZE, BeepMsg_t);

// 外部调用蜂鸣器
void Beep(uint8_t sound, uint8_t time)
{
  BeepMsg_t *p;
  // 从邮箱申请一个消息块，失败则直接丢弃本次请求
  p = osMailAlloc(BeepMail, 0);
  if (p != NULL)
  {
    p->sound = sound;
    p->time = time;
    // 将消息投递给蜂鸣器任务，由任务统一控制 IO 输出
    osMailPut(BeepMail, p);
  }
}

// 蜂鸣器任务入口
static void BeepTaskEntry(void const *argument)
{
  osEvent evt;
  BeepMsg_t *p; // 包含sound和time
  /* Infinite loop */
  // 任务启动时先关闭蜂鸣器，避免上电瞬间误响
  BeepOff();
  for (;;)
  {
    // 阻塞等待蜂鸣器控制消息
    evt = osMailGet(BeepMail, osWaitForever);
    if (evt.status == osEventMail)
    {
      p = evt.value.p;
      // 打开对应音色，保持指定时间后关闭
      BeepOn(p->sound);
      osDelay(p->time);

      osMailFree(BeepMail, p); // 释放消息块
      BeepOff();
    }
  }
}

// 定义蜂鸣器任务
osThreadDef(BeepTask, BeepTaskEntry, osPriorityAboveNormal, 0, 128);

// 创建蜂鸣器任务及其邮箱队列
void BeepTaskInit(void)
{
  // 创建邮箱队列，供外部调用接口使用
  BeepMail = osMailCreate(osMailQ(BeepMail), NULL);

  // 创建蜂鸣器任务
  BeepTaskHandle = osThreadCreate(osThread(BeepTask), NULL);
}