任务之间传数据：先把一个整数交清楚

1 · 一个共享变量，为什么不够？

设想采集任务依次得到 10、20、30，每次都写入同一个 latest_value。处理任务忙了一会儿，再来读取，只能看到 30。即使每次都另发通知，10 和 20 也没有被这个变量保存下来。

如果应用只需要最新状态，这种覆盖有时是有意的。但若希望依次处理每个结果，就要给尚未处理的数据安排位置。前面 FIFO 篇已经学过先进先出队列和循环存储；FreeRTOS 队列额外提供了任务间安全收发，以及为空、为满时的等待管理。

2 · 先创建一个只装整数的队列

文件级声明

#include "queue.h"

static QueueHandle_t numbers;
static volatile uint32_t dropped;
static volatile uint32_t last_received;

main() 中 · 创建两个使用者任务之前

numbers = xQueueCreate(4, sizeof(uint32_t));
if (numbers == NULL) Error_Handler();

第一个参数表示最多保存 4 个元素，第二个参数表示每个元素占多少字节。这里每个元素是一份 uint32_t 整数。创建队列时，内核分配管理信息及这 4 份数据所需的存储。

sizeof 在此给出整数的存储字节数。不要把队列长度理解成字节数，也不要把元素大小误填成数组指针的大小。

3 · 发送时，到底复制了什么？

生产数据的任务 · dropped 只有本任务写入

static void ProducerTask(void *argument)
{
    (void)argument;
    uint32_t value = 0;
    for (;;) {
        value++;
        if (xQueueSend(numbers, &value, 0) != pdPASS) {
            dropped++;
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}

xQueueSend(numbers, &value, 0) 把 value 所在位置的一个元素复制进队列。参数虽然传地址，但由于队列创建时元素大小是整数大小，复制进去的是那个整数的字节。函数成功返回后，本轮 value 再改变，也不影响队列中的旧副本。

最后一个参数 0 表示队列满时不等待。本例丢弃本次新数据，并累加 dropped，便于观察拥堵。它是一项明确的实验策略，并不适合所有业务。需要保留数据时可以等待一段时间，但等待期间上游采样仍可能继续，要检查上游缓冲容量。

4 · 接收不到数据时，为什么不用继续循环检查？

消费数据的任务 · last_received 用于调试观察

static void ConsumerTask(void *argument)
{
    (void)argument;
    uint32_t received;
    for (;;) {
        if (xQueueReceive(numbers, &received, portMAX_DELAY) == pdPASS) {
            last_received = received;
        }
    }
}

xQueueReceive() 把最早排队的整数复制到 received，同时从队列取走这一项。没有数据时阻塞等待。当前项目启用了相应的任务挂起支持，因此此处的 portMAX_DELAY 可表示不设有限等待超时。它不是另开一个轮询循环。

依照任务创建篇的方法，分别以优先级 1 创建这两个入口，检查每次返回值，再启动调度器。实验初始时，接收者来得及取走，dropped 应不增加。随后只在接收成功分支末尾加 500 毫秒的任务延时，接收者变慢，观察有限队列怎样填满以及丢弃计数怎样增加。

5 · 需要一并交付时间，再加入结构体

现在希望数值和产生时间一起被接收。如果分成两个独立共享变量，处理任务可能读到新数值与旧时间。它们本来就描述同一份结果，可以合成一个队列元素：

元素扩展示意 · 收发两端和创建大小必须同时改为 Measurement

typedef struct {
    uint32_t time_ms;
    uint32_t value;
} Measurement;

/* 初始化改为 xQueueCreate(4, sizeof(Measurement))。 */
Measurement item = { .time_ms = HAL_GetTick(), .value = 25 };
xQueueSend(numbers, &item, 0);

结构体在这里解决的是“把相关字段作为一份数据交付”，不需要为每个传感器再建立设备类、状态枚举和通用框架。换成真实测量时，可在原发送位置调用已经学过的驱动，先确认读数有效，再构造这一份结果。

6 · 队列装指针，又有什么不同？

如果元素大小改成 sizeof(uint16_t *)，队列只复制地址。接收者拿到地址后读取的是原数组，而原数组可能已被 DMA 或发送者覆盖。把一个大数组指针排队，并不能替代缓冲区管理。

尤其不能把将要结束作用域的局部数组交给后续任务。要传指针，必须先约定谁拥有这块内存、何时可以修改、谁通知归还。声音篇会从实际缓冲解释这种关系，本节先采用小数据按值复制。

资料与源码

• FreeRTOS 官方队列管理
• FreeRTOS 队列头文件

本章按仓库当前 FreeRTOS V11.2.0 与 STM32U5 端口核对接口。图解描述执行关系，任务耗时和硬件行为需在实际工程观察。