今天我要分享一个用于单片机裸机情况下实现队列功能的模块:QueueForMcu。
QueueForMcu
QueueForMcu是一个基于单片机实现的队列功能模块,主要用于8位、16位和32位非运行实时操作系统(RTOS)的单片机应用,同时兼容大多数单片机平台。
开源代码可在以下链接中找到:https://github.com/xiaoxinpro/QueueForMcu
一、特性
-
可以动态创建队列对象 -
可以动态设置队列数据缓冲区 -
可以静态指定队列元素数据长度 -
采用值传递的方式保存队列数据
QueueForMcu模块提供了丰富的功能,可以在单片机裸机环境下轻松实现队列的操作。通过使用这个模块,你可以方便地处理数据队列,并访问队列中的元素。如果你对这个模块感兴趣,可以在上述链接中找到更多关于它的详细信息和源代码。
二、快速使用
#include "queue.h"
#define Q_UART_BUFFER_SIZE 1024
QUEUE_HandleTypeDef qUartTx;
QUEUE_DATA_T BufferUartTx[Q_UART_BUFFER_SIZE];
int main(void)
{
QUEUE_DATA_T temp;
//初始化队列
Queue_Init(&qUartTx, BufferUartTx, Q_UART_BUFFER_SIZE);
while(1)
{
//入队
Queue_Push(&qUartTx, 'Q');
Queue_Push(&qUartTx, 'u');
Queue_Push(&qUartTx, 'e');
Queue_Push(&qUartTx, 'u');
Queue_Push(&qUartTx, 'e');
//出队
Queue_Pop(&qUartTx, &temp);
Queue_Pop(&qUartTx, &temp);
Queue_Pop(&qUartTx, &temp);
Queue_Pop(&qUartTx, &temp);
Queue_Pop(&qUartTx, &temp);
}
}
三、配置说明
目前QueueForMcu只有一个静态配置项,具体如下:
在文件 queue.h
中有一个宏定义 QUEUE_DATA_T
用于指定队列元素的数据长度,默认是 unsigned char
,可以根据需要更改为其他数据类型。
四、数据结构
队列的数据结构为 QUEUE_HandleTypeDef
用于保存队列的状态,源码如下:
typedef struct QUEUE_HandleTypeDef{
unsigned int head; //队列头指针
unsigned int tail; //队列尾指针
unsigned int buffer_length; //队列缓存长度(初始化时赋值)
QUEUE_DATA_T * buffer; //队列缓存数组(初始化时赋值)
}QUEUE_HandleTypeDef;
其中 QUEUE_DATA_T
为配置项中自定义的数据类型。
五、创建队列
1、创建队列缓存
由于我们采用值传递的方式保存队列数据,因此我们在创建队列前要手动创建一个队列缓存区,用于存放队列数据。
QUEUE_DATA_T BufferUartTx[1024];
以上代码即创建一个大小为 1024
的队列缓存区。
2、创建队列结构
接下来使用 QUEUE_HandleTypeDef
创建队列结构,用于保存队列的状态:
QUEUE_HandleTypeDef qUartTx;
3、初始化队列
准备好队列缓存和队列结构后调用 Queue_Init
函数来创建队列,该函数原型如下:
void Queue_Init(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * buffer, unsigned int len)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要初始化的队列结构,如果二次初始化将清空原队列的内容。 |
buffer | 队列缓存的首地址指针 |
len | 队列长度,不能比队列缓存长度还要大。 |
参考代码:
Queue_Init(&qUartTx, BufferUartTx, Q_UART_BUFFER_SIZE);
六、压入队列
1、单数据压入
将数据压入队列尾部使用 Queue_Push
函数,该函数原型如下:
QUEUE_StatusTypeDef Queue_Push(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T data)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要压入数据的队列结构。 |
data | 待压入队列的数据。 |
返回值说明:
该函数会返回一个 QUEUE_StatusTypeDef
枚举数据类型,返回值会根据队列状态返回以下几个值:
返回值 | 描述 |
---|---|
QUEUE_OK | 数据压入队列成功。 |
QUEUE_OVERLOAD | 未压入数据到队列中,原因队列已满。 |
参考代码:
Queue_Push(&qUartTx, 'Q');
Queue_Push(&qUartTx, 0x51);
Queue_Push(&qUartTx, 81);
2、多数据压入
若需要将多个数据(数组)压入队列可以使用 Queue_Push_Array
函数,原理上循环调用 Queue_Push
函数来实现的,函数原型如下:
unsigned int Queue_Push_Array(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * pdatas, unsigned int len)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要压入数据的队列结构。 |
pdatas | 待压入队列的数组首地址。 |
len | 待压入队列的数组长度。 |
当数组长度大于队列剩余长度时,数组多余的数据将被忽略。
返回值说明:
-
该函数将返回实际被压入到队列中的数据长度。 -
当队列中的剩余长度富余时,返回值将等于参数 len
的值。 -
当队列中的剩余长度不足时,返回值为实际被压入到队列的数据长度。
七、弹出队列
1、单数据弹出
将队列头部数据弹出队列使用 Queue_Pop
函数,需要注意的是,弹出的数据将从队列中删除,该函数原型如下:
QUEUE_StatusTypeDef Queue_Pop(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * pdata)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要弹出数据的队列结构。 |
pdata | 用于保存弹出数据变量的指针。 |
返回值说明:
该函数会返回一个 QUEUE_StatusTypeDef
枚举数据类型,返回值会根据队列状态返回以下几个值:
返回值 | 描述 |
---|---|
QUEUE_OK | 数据弹出队列成功。 |
QUEUE_VOID | 未弹出数据到队列中,原因队列为空。 |
参考代码:
QUEUE_DATA_T temp;
if(QUEUE_OK = Queue_Pop(&qUartTx, &temp))
{
// temp 为队列弹出的数据
}
else
{
// 弹出数据失败
}
2、多数据弹出
若需要将多个数据弹出队列可以使用 Queue_Pop_Array
函数,原理上循环调用 Queue_Pop
函数来实现的,需要注意的是,成功弹出的数据将从队列中删除,函数原型如下:
unsigned int Queue_Pop_Array(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * pdatas, unsigned int len)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要弹出数据的队列结构。 |
pdatas | 用于保存弹出数据数组的首地址。 |
len | 需要弹出数据数组的长度。 |
当需要弹出数据的长度大于队列中的数据长度时,弹出数组多余的空间将不会被赋值。
返回值说明:
-
该函数将返回实际从队列中弹出的数据长度。 -
当队列中的数据长度足够时,返回值将等于参数 len
的值。 -
当队列中的数据长度不足时,返回值为实际从队列中弹出的数据长度。
3、单数据复制
当需要从队列头部获取数据,但又不希望数据从队列中删除时,可以使用 Queue_Peek
函数来实现,该函数的参数与返回值与 Queue_Pop
完全相同。
使用 Queue_Peek
和 Queue_Pop
函数的区别在于:
-
Queue_Pop
得到队列中的数据后会删除队列中的数据。 -
Queue_Peek
得到队列中的数据后会保留队列中的数据。
4、多数据复制
当需要从队列头部获取多个数据,但又不希望数据从队列中删除时,可以使用 Queue_Peek_Array
函数来实现,该函数的参数与返回值与 Queue_Pop_Array
完全相同。
使用 Queue_Peek_Array
和 Queue_Pop_Array
函数的区别在于:
-
Queue_Pop_Array
得到队列中的数据后会删除队列中的数据。 -
Queue_Peek_Array
得到队列中的数据后会保留队列中的数据。
八、其他功能
1、清空队列
当需要清空队列数据时,无需弹出所有数据,只需要调用 Queue_Clear
即可快速清空指定队列,在创建队列时会调用此函数来初始化队列,因此对于刚创建完成的队列无需调用清空队列函数。
函数原型:
void Queue_Clear(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要清空的队列结构。 |
2、获取队列数据数量
当需要获取队列中的数据长度时,调用 Queue_Count
函数,函数原型如下:
unsigned int Queue_Count(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue)
参数说明:
参数名 | 描述 |
---|---|
hqueue | 需要获取数据长度的队列结构。 |
返回值说明:
-
该函数将返回队列中的数据长度。 -
返回值范围在0到创建队列时的长度之间。
License
Copyright © 2020 QueueForMcu Released under the GPL-3.0 License.
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