最近在進行一個項目的開發和調試，使用的是單片機 + freeRTOS進行開發，通過一段時間的碼代碼和調試，各個方面都已經調通，功能也順利的實現，也在掛機測試了。

在這次開發中，也是遇到了很多的問題，主要的感想是關于代碼的框架。在單片機開發中，特別是使用了RTOS的時候，一個良好的代碼框架真的是相當的必要的。

如果一開始沒有仔細的考慮好該怎么搭載一個代碼框架，寫代碼時想寫什么就寫什么，有什么功能要加找個地方就隨便插入進入，當代碼量大的時候就會看起來很亂。甚至將來接手代碼的人，估計內心一萬個CNM從心中飛過，時刻游走在崩潰的邊緣，即使是想改點什么功能也不知道從哪里開始著手，估計會煩躁到喜提地中海?。?！

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

1、 創建任務

當開始一個項目代碼的編寫之前，都要考慮這份代碼要實現一些什么樣的功能，并將要實現的功能進行分類，根據功能的各自屬性可以歸納出幾個Module，然后想想在代碼中哪些功能要放在一塊，哪些功能要區分開等等的細節問題。

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聚低耦合的，各個功能模塊之間能夠獨立區分開，需要產生聯系的功能代碼，要通過某些通信手段實現（共享內存、信號量、消息隊列等等），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，我手上的項目通過功能歸類劃分，就可以分為接收消息、處理消息、發送消息、其他功能處理，由此便可以考慮劃分出4個線程去處理。

但是，考慮到項目中使用的是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，能夠做到及時的響應接收消息，所以這個時候只需要3個線程即可。并且消息的接收使用隊列的方式接收，方便管理消息和進行線程之間的同步。消息的發送也采用先壓入隊列再發送的方式。

freeRTOS中創建3個線程如下：

#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);

消息接收隊列、消息發送隊列的創建，如下：

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




// 消息發送隊列
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，接收消息的線程優先級要比較高，否則容易造成處理的動作的延遲。

2.2、消息的處理線程

消息處理的線程任務函數如下：

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列的阻塞的特性，在隊列為空的時候阻塞掛起線程，可以減少CPU調度線程的壓力；當消息隊列不為空的時候，隊列不再阻塞，線程從掛起中恢復，參與調度并處理任務。

注意：在freeRTOS中可以用于阻塞的還有信號量、事件標志組、消息郵箱。

3、消息的發送線程

消息的發送如下：

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

消息的發送中也使用了消息隊列，需要發送的消息可以先壓入隊列，然后由發送線程去發送。同樣使用隊列的阻塞特性，在隊列為空的時候阻塞掛起發送線程，減少CPU調度線程的壓力；當發送消息的隊列不為空的時候，隊列不再阻塞，線程從掛起中恢復，參與調度并將消息發送出去。

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。具體需要幾個線程管理需要根據實際的項目情況進行安排。另外各個線程的優先級也要根據情況進行安排，確保重要的功能部分能被及時的執行到！