最近在進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)和調(diào)試，使用的是單片機(jī) + freeRTOS進(jìn)行開發(fā)，通過一段時(shí)間的碼代碼和調(diào)試，各個(gè)方面都已經(jīng)調(diào)通，功能也順利的實(shí)現(xiàn)，也在掛機(jī)測(cè)試了。

在這次開發(fā)中，也是遇到了很多的問題，主要的感想是關(guān)于代碼的框架。在單片機(jī)開發(fā)中，特別是使用了RTOS的時(shí)候，一個(gè)良好的代碼框架真的是相當(dāng)?shù)谋匾摹?/p>

如果一開始沒有仔細(xì)的考慮好該怎么搭載一個(gè)代碼框架，寫代碼時(shí)想寫什么就寫什么，有什么功能要加找個(gè)地方就隨便插入進(jìn)入，當(dāng)代碼量大的時(shí)候就會(huì)看起來很亂。甚至將來接手代碼的人，估計(jì)內(nèi)心一萬個(gè)CNM從心中飛過，時(shí)刻游走在崩潰的邊緣，即使是想改點(diǎn)什么功能也不知道從哪里開始著手，估計(jì)會(huì)煩躁到喜提地中海！?。?/p>

本文就想分享一個(gè)我個(gè)人使用的單片機(jī)+freeRTOS的代碼框架，框架涉及到消息接收、消息處理、消息發(fā)送、其他動(dòng)作的處理。下面一步步說明代碼框架的搭建過程。

1、 創(chuàng)建任務(wù)

當(dāng)開始一個(gè)項(xiàng)目代碼的編寫之前，都要考慮這份代碼要實(shí)現(xiàn)一些什么樣的功能，并將要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行分類，根據(jù)功能的各自屬性可以歸納出幾個(gè)Module，然后想想在代碼中哪些功能要放在一塊，哪些功能要區(qū)分開等等的細(xì)節(jié)問題。

并且還需要考慮代碼的耦合性，好的代碼是要能夠做到高內(nèi)聚低耦合的，各個(gè)功能模塊之間能夠獨(dú)立區(qū)分開，需要產(chǎn)生聯(lián)系的功能代碼，要通過某些通信手段實(shí)現(xiàn)（共享內(nèi)存、信號(hào)量、消息隊(duì)列等等），不要互相拉扯，像你中有我，我中有你這種情況要盡可能的避免。

比如，我手上的項(xiàng)目通過功能歸類劃分，就可以分為接收消息、處理消息、發(fā)送消息、其他功能處理，由此便可以考慮劃分出4個(gè)線程去處理。

但是，考慮到項(xiàng)目中使用的是CAN通信的方式，接收消息就可以考慮使用CAN接收中斷的方式，能夠做到及時(shí)的響應(yīng)接收消息，所以這個(gè)時(shí)候只需要3個(gè)線程即可。并且消息的接收使用隊(duì)列的方式接收，方便管理消息和進(jìn)行線程之間的同步。消息的發(fā)送也采用先壓入隊(duì)列再發(fā)送的方式。

freeRTOS中創(chuàng)建3個(gè)線程如下：

#define OTHER_HANDLE_TASK_PRIO         2
#define OTHER_HANDLE_STK_SIZE          256 
TaskHandle_t OtherHandleTask_Handler;


#define CAN_HANDLE_MSG_TASK_PRIO     3 
#define CAN_HANDLE_MSG_STK_SIZE      256  
TaskHandle_t Can_HandleMsgTask_Handler;


#define CAN_SEND_MSG_TASK_PRIO         2
#define CAN_SEND_MSG_STK_SIZE          256  
TaskHandle_t Can_SendMsgTask_Handler;




    // 其他功能的管理線程
    xTaskCreate((TaskFunction_t )OtherHandle_Task,
                (const char *   )"OtherHandle_Task",
                (uint16_t       )OTHER_HANDLE_STK_SIZE,
                (void *         )NULL,
                (UBaseType_t    )OTHER_HANDLE_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t * )&OtherHandleTask_Handler);




    // 接收消息的處理線程
   xTaskCreate((TaskFunction_t )Can_HandleMsg_Task,
               (const char *   )"Can_HandleMsg_Task",
               (uint16_t       )CAN_HANDLE_MSG_STK_SIZE,
               (void *         )NULL,
               (UBaseType_t    )CAN_HANDLE_MSG_TASK_PRIO,
               (TaskHandle_t * )&Can_HandleMsgTask_Handler);

    // 發(fā)送消息的處理線程
   xTaskCreate((TaskFunction_t )Can_SendMsg_Task,
               (const char *   )"Can_SendMsg_Task",
               (uint16_t       )CAN_SEND_MSG_STK_SIZE,
               (void *         )NULL,
               (UBaseType_t    )CAN_SEND_MSG_TASK_PRIO,
               (TaskHandle_t * )&Can_SendMsgTask_Handler);

消息接收隊(duì)列、消息發(fā)送隊(duì)列的創(chuàng)建，如下：

// 消息接收隊(duì)列
QueueHandle_t CanRxQueue;
CanRxQueue = xQueueCreate(xxxxxx, xxxxxx);




// 消息發(fā)送隊(duì)列
QueueHandle_t CanTxQueue;
CanTxQueue = xQueueCreate(xxxxxx, xxxxxx);

2、CAN中斷接收消息 & 消息處理線程

2.1、CAN中斷接收消息如下：

void CAN1_RX0_IRQHandler(void)
{
    BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;

    /* 其他代碼 */

    xResult = xQueueSendFromISR(CanRxQueue, &ptwCanRxMsg, &xHigherPriorityTaskWoken);




    portYIELD_FROM_ISR (xHigherPriorityTaskWoken);
}

注意：接收很多時(shí)候不一定要使用中斷的方式，用查詢的方式也是可以的，只是在RTOS中，查詢接收的話，要考慮消息接收是否及時(shí)，接收消息的線程優(yōu)先級(jí)要比較高，否則容易造成處理的動(dòng)作的延遲。

2.2、消息的處理線程

消息處理的線程任務(wù)函數(shù)如下：

void Can_HandleMsg_Task(void *pvParameters)
{
    while (1)
    {
        xQueueReceive(CanRxQueue, xxxxxx, portMAX_DELAY);
        /*
            處理部分
        */
     }
}

消息處理中使用了消息隊(duì)列的阻塞的特性，在隊(duì)列為空的時(shí)候阻塞掛起線程，可以減少CPU調(diào)度線程的壓力；當(dāng)消息隊(duì)列不為空的時(shí)候，隊(duì)列不再阻塞，線程從掛起中恢復(fù)，參與調(diào)度并處理任務(wù)。

注意：在freeRTOS中可以用于阻塞的還有信號(hào)量、事件標(biāo)志組、消息郵箱。

3、消息的發(fā)送線程

消息的發(fā)送如下：

void Can_SendMsg_Task(void *pvParameters)
{
    while (1)
    {
        xQueueReceive(CanTxQueue, xxxxxx, portMAX_DELAY);
        /*
            處理部分
        */
     }
}

消息的發(fā)送中也使用了消息隊(duì)列，需要發(fā)送的消息可以先壓入隊(duì)列，然后由發(fā)送線程去發(fā)送。同樣使用隊(duì)列的阻塞特性，在隊(duì)列為空的時(shí)候阻塞掛起發(fā)送線程，減少CPU調(diào)度線程的壓力；當(dāng)發(fā)送消息的隊(duì)列不為空的時(shí)候，隊(duì)列不再阻塞，線程從掛起中恢復(fù)，參與調(diào)度并將消息發(fā)送出去。

4、 其他功能的處理線程

void OtherHandle_Task(void *pvParameters)
{
    while (1)
    {
          /*
            處理部分
          */
     }
}

其他功能的處理就放在其他任務(wù)線程中處理，比如GUI顯示、按鍵掃描、和傳感器通信等等的。具體需要幾個(gè)線程管理需要根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目情況進(jìn)行安排。另外各個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)也要根據(jù)情況進(jìn)行安排，確保重要的功能部分能被及時(shí)的執(zhí)行到！