消息队列：掌握uC/OS-II消息队列， “函数详解→案例落地→避坑要点” 全维度拆解

目录

一、uC/OS-II 消息队列核心定位

二、核心函数全解析（功能 + 用法 + 示例）

1. OSQCreate - 创建消息队列（生命周期起点）

功能

函数原型

参数解析

返回值

使用要点

示例（显示消息队列创建）

2. OSQPost - 任务级发送消息（FIFO）

功能

函数原型

参数解析

返回值

使用要点

示例（Key 任务发送刷新 UI 消息）

3. OSQPostFromISR - 中断级发送消息

功能

函数原型

参数解析

使用要点

示例（UART 中断接收数据后发送消息）

4. OSQPend - 阻塞接收消息（核心消费 API）

功能

函数原型

参数解析

返回值

错误码说明（err 输出）

使用要点

示例（Display 任务接收消息）

5. OSQAccept - 非阻塞接收消息

功能

函数原型

使用场景

示例（清空显示队列）

6. OSQDel - 删除队列（生命周期终点）

功能

函数原型

参数解析

使用要点

示例（重建队列前删除旧队列）

7. OSQFlush - 清空队列（保留队列对象）

功能

函数原型

使用场景

三、典型应用案例（STM32+uC/OS-II）

案例 1：显示消息队列（核心案例，驱鸟系统）

案例 2：串口数据解析队列（通用案例）

四、核心避坑清单（90% 问题的根源）

总结

系统掌握 uC/OS-II 消息队列的核心函数（功能、参数、用法、注意事项），并结合嵌入式（STM32）典型场景理解这些函数的实际应用，这是 uC/OS-II 跨任务 / 中断通信的核心知识点，我会从 “函数详解→案例落地→避坑要点” 全维度拆解。

一、uC/OS-II 消息队列核心定位

消息队列是 uC/OS-II 最常用的内核通信对象，本质是一个 FIFO（先进先出）缓冲区，核心作用：

• 实现任务→任务、中断→任务的异步通信；
• 缓冲高频事件（如按键、串口数据），避免消息丢失；
• 解耦生产者（如 Key 任务、UART 中断）和消费者（如 Display 任务、解析任务）；
• 保证通信的线程安全（内核 API 自带互斥）。

uC/OS-II 消息队列的核心函数围绕 “队列生命周期” 设计：创建(OSQCreate)→发送(OSQPost/OSQPostFromISR)→接收(OSQPend/OSQAccept)→清空/删除(OSQFlush/OSQDel)

二、核心函数全解析（功能 + 用法 + 示例）

以下基于 uC/OS-II V2.91（嵌入式最常用版本），结合 STM32F10x 硬件场景讲解，所有示例均可直接复用。

1. OSQCreate - 创建消息队列（生命周期起点）

功能

初始化消息队列内核对象，分配静态缓冲区，返回队列句柄（后续所有操作依赖此句柄）。

函数原型

OS_EVENT *OSQCreate(void **start, INT16U size);

参数解析

返回值

• 成功：返回OS_EVENT *类型的队列句柄；
• 失败：返回NULL（如缓冲区地址非法、size 为 0）。

使用要点

✅ 必须用静态数组（STM32 无 MMU，动态内存易出碎片 / 崩溃）；✅ 创建后必须检查返回值（失败是致命错误）；✅ 一个队列对应一个缓冲区，不可多个队列复用同一缓冲区。

示例（显示消息队列创建）

// 1. 定义静态缓冲区（全局/静态，生命周期与程序一致） #define DISP_QUEUE_LEN 10 static void *disp_queue_buf[DISP_QUEUE_LEN]; // 队列缓冲区 OS_EVENT *disp_msg_queue; // 队列句柄 // 2. 创建队列（Display任务初始化时调用） void Create_Disp_Queue(void) { disp_msg_queue = OSQCreate(disp_queue_buf, DISP_QUEUE_LEN); // 检查创建结果（STM32典型错误处理：LED闪烁） if (disp_msg_queue == NULL) { while(1) { GPIO_WriteBit(GPIOF, GPIO_Pin_6, !GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOF, GPIO_Pin_6)); OSTimeDlyHMSM(0,0,0,200); } } }

2. OSQPost - 任务级发送消息（FIFO）

功能

向队列尾部添加消息（默认 FIFO），是任务间发送消息的核心 API，仅能在任务中使用。

函数原型

INT8U OSQPost(OS_EVENT *pevent, void *pmsg);

参数解析

返回值

使用要点

❌ 禁止发送栈消息（如函数内定义的Disp_Msg_t msg，函数返回后栈销毁，指针成野指针）；✅ 发送前检查队列句柄是否为NULL；✅ 处理OS_ERR_Q_FULL（如用 OSQAccept 取出旧消息重试）；❌ 中断中禁止使用（会导致内核状态错乱）。

示例（Key 任务发送刷新 UI 消息）

// 定义静态消息池（避免栈消息） static Disp_Msg_t disp_msg_pool[DISP_QUEUE_LEN]; static uint8_t msg_idx = 0; INT8U Send_Disp_Msg(Disp_Msg_Type type, uint16_t param) { // 前置检查：队列是否有效 if (disp_msg_queue == NULL) return OS_ERR_PEVENT_NULL; // 循环使用消息池（静态内存） msg_idx = (msg_idx + 1) % DISP_QUEUE_LEN; Disp_Msg_t *pmsg = &disp_msg_pool[msg_idx]; pmsg->type = type; pmsg->param1 = param; // 发送消息 INT8U err = OSQPost(disp_msg_queue, (void*)pmsg); // 处理队列满（关键：避免消息丢失） if (err == OS_ERR_Q_FULL) { OSQAccept(disp_msg_queue, &err); // 取出队首消息，腾出空间 err = OSQPost(disp_msg_queue, (void*)pmsg); } return err; } // Key任务中调用（左键触发） void Key_Task(void *p_arg) { while(1) { if (KEY_Scan() == KEY_LEFT) { All_Data.cmd_selected--; Send_Disp_Msg(DISP_MSG_REFRESH_UI, 0); // 发送刷新消息 } OSTimeDlyHMSM(0,0,0,100); } }

3. OSQPostFromISR - 中断级发送消息

功能

中断中安全发送消息（uC/OS-II 专为中断设计），避免内核状态错乱。

函数原型

INT8U OSQPostFromISR(OS_EVENT *pevent, void *pmsg, INT8U *err);

参数解析

使用要点

✅ 所有中断（EXTI/UART/TIM）发送消息必须用此函数；✅ 消息指针仍需静态（中断中栈更脆弱）；✅ 中断中禁止调用OSQPend/OSQDel等阻塞 API。

示例（UART 中断接收数据后发送消息）

// UART接收缓冲区（静态） uint8_t uart_rx_buf[64]; uint8_t uart_rx_len = 0; // UART1中断服务函数 void USART1_IRQHandler(void) { INT8U err; if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) { uart_rx_buf[uart_rx_len++] = USART_ReceiveData(USART1); // 接收完成（换行符），发送消息到解析任务 if (uart_rx_buf[uart_rx_len-1] == '\n') { OSQPostFromISR(uart_msg_queue, (void*)uart_rx_buf, &err); uart_rx_len = 0; // 重置缓冲区 } USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); } }

4. OSQPend - 阻塞接收消息（核心消费 API）

功能

等待队列中有消息：有消息则立即返回；无消息则阻塞任务，直到超时 / 有消息到达。

函数原型

void *OSQPend(OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err);

参数解析

返回值

• 成功：返回消息指针；
• 超时 / 失败：返回NULL（需通过 err 判断原因）。

错误码说明（err 输出）

使用要点

✅ 禁止设为OS_PRIO_NONE（永久等待），否则队列无消息时任务卡死；✅ 接收后必须检查返回值和 err（避免空指针访问）；✅ 仅在任务中使用（中断中禁止阻塞）；✅ 超时时间建议设为 “业务周期”（如显示任务设 10tick，保证定期刷新）。

示例（Display 任务接收消息）

void Display_Task(void *p_arg) { Create_Disp_Queue(); // 创建队列 Disp_Msg_t msg; INT8U err; while(1) { // 等待消息（超时10tick，避免永久阻塞） void *pmsg = OSQPend(disp_msg_queue, 10, &err); // 安全处理消息 if (err == OS_NO_ERR && pmsg != NULL) { msg = *(Disp_Msg_t *)pmsg; Handle_Disp_Msg(&msg); // 分发处理（刷新UI/倒计时） } // 无消息时执行定期刷新（关键：保证显示不卡顿） Update_Display_Regular(); OSTimeDlyHMSM(0,0,0,100); // 释放CPU } }

5. OSQAccept - 非阻塞接收消息

功能

尝试接收消息：有消息则返回；无消息直接返回NULL，不阻塞任务。

函数原型

void *OSQAccept(OS_EVENT *pevent, INT8U *err);

使用场景

• 清空队列（如关机前清空残留消息）；
• 中断中临时接收消息（不推荐，中断应只发送不接收）；
• 低优先级任务轮询消息（避免阻塞）。

示例（清空显示队列）

void Clear_Disp_Queue(void) { if (disp_msg_queue == NULL) return; INT8U err; void *pmsg; // 循环取出所有消息（非阻塞） do { pmsg = OSQAccept(disp_msg_queue, &err); } while (pmsg != NULL); }

6. OSQDel - 删除队列（生命周期终点）

功能

销毁队列内核对象，释放相关资源。

函数原型

OS_EVENT *OSQDel(OS_EVENT *pevent, INT8U opt, INT8U *err);

参数解析

使用要点

✅ 删除前先调用OSQAccept清空消息；✅ 删除后将队列句柄置NULL（避免野指针）；✅ 仅在系统重启 / 关机时使用（频繁创建 / 删除易出问题）。

示例（重建队列前删除旧队列）

void Recreate_Disp_Queue(void) { INT8U err; // 清空旧队列 Clear_Disp_Queue(); // 强制删除旧队列 OSQDel(disp_msg_queue, OS_DEL_ALWAYS, &err); disp_msg_queue = NULL; // 创建新队列 disp_msg_queue = OSQCreate(disp_queue_buf, DISP_QUEUE_LEN); }

7. OSQFlush - 清空队列（保留队列对象）

功能

清空队列中所有消息，但保留队列对象（无需重新创建）。

函数原型

INT8U OSQFlush(OS_EVENT *pevent);

使用场景

• 系统模式切换（如从 “手动模式” 切到 “自动模式”）；
• 开机初始化时清空残留消息。

三、典型应用案例（STM32+uC/OS-II）

案例 1：显示消息队列（核心案例，驱鸟系统）

核心流程：Key 按下 → OSQPost 发送刷新消息 → Display 任务 OSQPend 接收 → 处理 LCD 刷新 → 无消息时定期刷新。

案例 2：串口数据解析队列（通用案例）

需求：UART 中断接收数据，解析任务处理数据（避免中断中复杂解析）。

// 1. 定义队列 #define UART_QUEUE_LEN 8 static void *uart_queue_buf[UART_QUEUE_LEN]; OS_EVENT *uart_msg_queue; // 静态消息池 static uint8_t uart_msg_pool[UART_QUEUE_LEN][64]; static uint8_t uart_msg_idx = 0; // 2. 创建队列（系统初始化） void Create_Uart_Queue(void) { uart_msg_queue = OSQCreate(uart_queue_buf, UART_QUEUE_LEN); } // 3. UART中断发送消息（生产者） void USART1_IRQHandler(void) { INT8U err; if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) { // 循环使用消息池 uart_msg_idx = (uart_msg_idx + 1) % UART_QUEUE_LEN; uint8_t *pbuf = uart_msg_pool[uart_msg_idx]; pbuf[0] = USART_ReceiveData(USART1); // 接收1字节 // 中断中发送消息 OSQPostFromISR(uart_msg_queue, (void*)pbuf, &err); USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); } } // 4. 解析任务接收消息（消费者） void Uart_Parse_Task(void *p_arg) { INT8U err; while(1) { void *pmsg = OSQPend(uart_msg_queue, 50, &err); // 超时50tick if (err == OS_NO_ERR && pmsg != NULL) { uint8_t *data = (uint8_t *)pmsg; Parse_Uart_Data(data); // 解析数据（如指令/参数） } OSTimeDlyHMSM(0,0,0,10); } }

四、核心避坑清单（90% 问题的根源）

总结

1. 核心函数记忆：创建 (OSQCreate)、发送 (OSQPost/OSQPostFromISR)、接收 (OSQPend/OSQAccept)、销毁 (OSQDel/OSQFlush)；
2. 核心原则：静态内存、区分任务 / 中断 API、检查返回值、禁止栈消息；
3. 典型场景：显示刷新、串口解析、按键处理、中断事件分发，核心是 “生产者 - 消费者” 解耦；
4. 调试重点：队列句柄是否为 NULL、消息指针是否静态、OSQPend 超时是否合理。

掌握这些函数和原则，就能解决 uC/OS-II 中 90% 的跨任务通信问题，尤其是 STM32 嵌入式场景下的稳定通信需求。