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社区首页 >专栏 >自定义循环队列、软件定时器、事件集,实用嵌入式代码库

自定义循环队列、软件定时器、事件集,实用嵌入式代码库

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不脱发的程序猿
发布2023-05-11 09:06:33
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发布2023-05-11 09:06:33
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文章被收录于专栏:AIoT技术交流、分享

1、介绍

本篇博文分享一个很实用的嵌入式代码库。 它可灵活应用到有无RTOS的程序中,采用C语言面向对象的思路实现各个功能,尽可能最大化的复用代码,目前为止工具包包含:循环队列、软件定时器、事件集。 网址:https://download.csdn.net/download/m0_38106923/87765476?spm=1001.2014.3001.5503

  • Queue 循环队列
    1. 支持动态、静态方式进行队列的创建与删除。
    2. 可独立配置缓冲区大小。
    3. 支持数据最新保持功能,当配置此模式并且缓冲区已满,若有新的数据存入,将会移除最早数据,并保持缓冲区已满。
  • Timer 软件定时器
    1. 支持动态、静态方式进行定时器的创建与删除。
    2. 支持循环单次模式。
    3. 可配置有无超时回调函数。
    4. 可配置定时器工作在周期间隔模式。
    5. 使用双向链表,超时统一管理,不会因为增加定时器而增加超时判断代码。
  • Event 事件集
    1. 支持动态、静态方式进行事件集的创建与删除。
    2. 每个事件最大支持32个标志位。
    3. 事件的触发可配置为**“标志与”“标志或”**。

2 、文件目录

代码语言:javascript
复制
toolkit
├── include                         // 包含文件目录
|   ├── toolkit.h                   // toolkit头文件
|   └── toolkit_cfg.h               // toolkit配置文件
├── src                             // toolkit源码目录
|   ├── tk_queue.c                  // 循环队列源码
|   ├── tk_timer.c                  // 软件定时器源码
|   └── tk_event.c                  // 事件集源码
├── samples                         // 例子
|   ├── tk_queue_samples.c          // 循环队列使用例程源码
|   ├── tk_timer_samples.c          // 软件定时器使用例程源码
|   └── tk_event_samples.c          // 事件集使用例程源码
└── README.md                       // 说明文档

3 、函数定义

3.1 配置文件


  • ToolKit配置项 宏定义描述TOOLKIT_USING_ASSERTToolKit使用断言功能TOOLKIT_USING_QUEUEToolKit使用循环队列功能TOOLKIT_USING_TIMERToolKit使用软件定时器功能TOOLKIT_USING_EVENTToolKit使用事件集功能
  • Queue 循环队列配置项 宏定义描述TK_QUEUE_USING_CREATEQueue 循环队列使用动态创建和删除
  • Timer 软件定时器配置项 宏定义描述TK_TIMER_USING_CREATETimer 软件定时器使用动态创建和删除TK_TIMER_USING_INTERVALTimer 软件定时器使用间隔模式TK_TIMER_USING_TIMEOUT_CALLBACKTimer 软件定时器使用超时回调函数
  • Event 事件集配置项 宏定义描述TK_EVENT_USING_CREATEEvent 事件集使用动态创建和删除

说明:当配置TOOLKIT_USING_ASSERT后,所有功能都将会启动参数检查。

3.2 Queue 循环队列API函数


以下为详细API说明及简要示例程序,综合demo可查看tk_queue_samples.c示例。

3.2.1 动态创建队列

注意:当配置TOOLKIT_USING_QUEUE后,才能使用此函数。此函数需要用到malloc

代码语言:javascript
复制
struct tk_queue *tk_queue_create(uint16_t queue_size, uint16_t max_queues, bool keep_fresh);

参数

描述

queue_size

缓存区大小(单位字节)

max_queues

最大队列个数

keep_fresh

是否为保持最新模式,true:保持最新;false:默认(存满不能再存)

返回值

创建的队列对象(NULL为创建失败)

队列创建示例:

代码语言:javascript
复制
int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 动态方式创建一个循环队"queue",缓冲区大小50字节,不保持最新 */
    struct tk_queue *queue = tk_queue_create(50, 1, false);
    if( queue == NULL){
        printf("队列创建失败!\n");
    }
    /* ... */
    /* You can add your code under here. */
    return 0;
}
3.2.2 动态删除队列

注意:当配置TOOLKIT_USING_QUEUE后,才能使用此函数。此函数需要用到free。必须为动态方式创建的队列对象。

代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_delete(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要删除的队列对象

返回值

true:删除成功;false:删除失败

3.2.3 静态初始化队列
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_init(struct tk_queue *queue, void *queuepool, uint16_t pool_size, uint16_t queue_size, bool keep_fresh);

参数

描述

queue

要初始化的队列对象

*queuepool

队列缓存区

pool_size

缓存区大小(单位字节)

queue_size

队列元素大小(单位字节)

keep_fresh

是否为保持最新模式,true:保持最新;false:默认(存满不能再存)

返回值

true:初始化成功;false:初始化失败

队列创建示例:

代码语言:javascript
复制
int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 定义一个循环队列 */
    struct tk_queue queue;
    /* 定义循环队列缓冲区 */
    uint8_t queue_pool[100];
    /* 静态方式创建一个循环队列"queue",缓存区为queue_pool,大小为queue_pool的大小,模式为保持最新 */
    if( tk_queue_init(&queue, queue_pool, sizeof(queue_pool), 
                      sizeof(queue_pool[0]), true) == false){
        printf("队列创建失败!\n");
    }
    /* ... */
    /* You can add your code under here. */
}
3.2.4 静态脱离队列

注意: 会使缓存区脱离与队列的关联。必须为静态方式创建的队列对象。

代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_detach(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要脱离的队列对象

返回值

true:脱离成功;false:脱离失败

3.2.5 清空队列
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_clean(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要清空的队列对象

返回值

true:清除成功;false:清除失败

3.2.6 判断队列是否为空
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_empty(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要查询的队列对象

返回值

true:空;false:不为空

3.2.7 判断队列是否已满
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_full(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要查询的队列对象

返回值

true:满;false:不为满

3.2.8 从队列中读取一个元素(不从队列中删除)
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_peep(struct tk_queue *queue, void *pval);

参数

描述

queue

队列对象

*pval

读取值地址

返回值

true:读取成功;false:读取失败

3.2.9 移除一个元素
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_remove(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要移除元素的对象

返回值

true:移除成功;false:移除失败

3.2.10 向队列压入(入队)1个元素数据
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_push(struct tk_queue *queue, void *val);

参数

描述

queue

要压入的队列对象

*val

压入值

返回值

true:成功;false:失败

3.2.11 从队列弹出(出队)1个元素数据
代码语言:javascript
复制
bool tk_queue_pop(struct tk_queue *queue, void *pval);

参数

描述

queue

要弹出的队列对象

*pval

弹出值

返回值

true:成功;false:失败

3.2.12 查询队列当前数据长度
代码语言:javascript
复制
uint16_t tk_queue_curr_len(struct tk_queue *queue);

参数

描述

queue

要查询的队列对象

返回值

队列数据当前长度

3.2.13 向队列压入(入队)多个元素数据
代码语言:javascript
复制
uint16_t tk_queue_push_multi(struct tk_queue *queue, void *pval, uint16_t len);

参数

描述

queue

要压入的队列对象

*pval

压入数据首地址

len

压入元素个数

返回值

实际压入个数

3.2.14 从队列弹出(出队)多个元素数据
代码语言:javascript
复制
uint16_t tk_queue_pop_multi(struct tk_queue *queue, void *pval, uint16_t len);

参数

描述

queue

要弹出的队列对象

*pval

存放弹出数据的首地址

len

希望弹出的数据个数

返回值

实际弹出个数

3.3 Timer 软件定时器API函数


以下为详细API说明及简要示例程序,综合demo可查看tk_timer_samples.c示例。

3.3.1 软件定时器功能初始化

注意:此函数在使用定时器功能最初调用,目的是创建定时器列表头结点,和配置tick获取回调函数。

代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_func_init(uint32_t (*get_tick_func)(void));

参数

描述

get_tick_func

获取系统tick回调函数

返回值

true:初始化成功;false:初始化失败

3.3.2 动态创建定时器

注意:当配置TOOLKIT_USING_TIMER后,才能使用此函数。此函数需要用到malloc

代码语言:javascript
复制
struct tk_timer *tk_timer_create(void(*timeout_callback)(struct tk_timer *timer));

参数

描述

timeout_callback

定时器超时回调函数,不使用可配置为NULL

返回值

创建的定时器对象(NULL为创建失败)

定时器创建示例:

代码语言:javascript
复制
/* 定义获取系统tick回调函数 */
uint32_t get_sys_tick(void)
{
    return tick;
}

/* 定时器超时回调函数 */
void timer_timeout_callback(struct tk_timer *timer)
{
    printf("timeout_callback: timer timeout:%ld\n", get_sys_tick());
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 初始化软件定时器功能,并配置tick获取回调函数*/
    tk_timer_func_init(get_sys_tick);
    
    /* 定义定时器指针 */
    tk_timer_t timer = NULL;
    /* 动态方式创建timer,并配置定时器超时回调函数 */
    timer = tk_timer_create((tk_timer_timeout_callback *)timer_timeout_callback);
    if (timer == NULL)
    {
        printf("定时器创建失败!\n");
        return 0;
    }
    /* ... */
    /* You can add your code under here. */
    return 0;
}
3.3.3 动态删除定时器

当配置TOOLKIT_USING_TIMER后,才能使用此函数。此函数需要用到free。必须为动态方式创建的定时器对象。

代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_delete(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要删除的定时器对象

返回值

true:删除成功;false:删除失败

3.3.4 静态初始化定时器
代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_init(struct tk_timer *timer, void (*timeout_callback)(struct tk_timer *timer));

参数

描述

timer

要初始化的定时器对象

timeout_callback

定时器超时回调函数,不使用可配置为NULL

返回值

true:创建成功;false:创建失败

队列创建示例:

代码语言:javascript
复制
/* 定义获取系统tick回调函数 */
uint32_t get_sys_tick(void)
{
    return tick;
}

/* 定时器超时回调函数 */
void timer_timeout_callback(struct tk_timer *timer)
{
    printf("timeout_callback: timer timeout:%ld\n", get_sys_tick());
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 定义定时器timer */
    struct tk_timer timer;
    bool result = tk_timer_init( &timer,(tk_timer_timeout_callback *)timer_timeout_callback);
    if (result == NULL)
    {
        printf("定时器创建失败!\n");
        return 0;
    }
    /* ... */
    /* You can add your code under here. */
    return 0;
}
3.3.5 静态脱离定时器

注意: 会将timer从定时器链表中移除。必须为静态方式创建的定时器对象。

代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_detach(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要脱离的定时器对象

返回值

true:脱离成功;false:脱离失败

3.3.6 定时器启动
代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_start(struct tk_timer *timer, tk_timer_mode mode, uint32_t delay_tick);

参数

描述

timer

要启动的定时器对象

mode

工作模式,单次: TIMER_MODE_SINGLE;循环: TIMER_MODE_LOOP

delay_tick

定时器时长(单位tick)

返回值

true:启动成功;false:启动失败

3.3.7 定时器停止
代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_stop(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要停止的定时器对象

返回值

true:停止成功;false:停止失败

3.3.8 定时器继续
代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_continue(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要继续的定时器对象

返回值

true:继续成功;false:继续失败

3.3.9 定时器重启

注意:重启时长为最后一次启动定时器时配置的时长。

代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_restart(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要重启的定时器对象

返回值

true:重启成功;false:重启失败

3.3.10 获取定时器模式
代码语言:javascript
复制
tk_timer_mode tk_timer_get_mode(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要获取的定时器对象

返回值

定时器模式

定时器模式

描述

TIMER_MODE_SINGLE

单次模式

TIMER_MODE_LOOP

循环模式

3.3.11 获取定时器状态
代码语言:javascript
复制
tk_timer_state tk_timer_get_state(struct tk_timer *timer);

参数

描述

timer

要获取的定时器对象

返回值

定时器状态

定时器模式

描述

TIMER_STATE_RUNNING

运行状态

TIMER_STATE_STOP

停止状态

TIMER_STATE_TIMEOUT

超时状态

3.3.12 定时器处理
代码语言:javascript
复制
bool tk_timer_loop_handler(void);

参数

描述

返回值

true:正常;false:异常,在调用此函数前,未初始化定时器功能“tk_timer_func_init”

注意:tk_timer_loop_handler函数要不断的循环调用。

3.3.13 超时回调函数

函数原型

代码语言:javascript
复制
typedef void (*timeout_callback)(struct tk_timer *timer);

说明:超时回调函数可定义多个,即一个定时器对应一个回调函数,也可多个定时器对应一个回调函数。

一对一

代码语言:javascript
复制
/* 定义两个回调函数,对应定时器timer1和timer2 */
void timer1_timeout_callback(struct tk_timer *timer){
	printf("定时器1超时!\n");
}
void timer2_timeout_callback(struct tk_timer *timer){
	printf("定时器2超时!\n");
}
/* 创建两个定时器,配置单独超时回调函数 */
timer1 = tk_timer_create((timeout_callback *)timer1_timeout_callback);
timer2 = tk_timer_create((timeout_callback *)timer2_timeout_callback);

多对一

代码语言:javascript
复制
/* 定时器timer1和timer2共用一个回调函数,在回调函数做区分 */
void timer_timeout_callback(struct tk_timer *timer){
	if (timer == timer1)
		printf("定时器1超时!\n");
    else if (timer == timer2)
        printf("定时器2超时!\n");
}
/* 创建两个定时器,使用相同的超时回调函数 */
timer1 = tk_timer_create((timeout_callback *)timer_timeout_callback);
timer2 = tk_timer_create((timeout_callback *)timer_timeout_callback);

3.4 Event 事件集API函数


以下为详细API说明及简要示例程序,综合demo可查看tk_event_samples.c示例。

3.4.1 动态创建一个事件

注意:当配置TOOLKIT_USING_EVENT后,才能使用此函数。此函数需要用到malloc

代码语言:javascript
复制
struct tk_event *tk_event_create(void);

参数

描述

返回值

创建的事件对象(NULL为创建失败)

3.4.2 动态删除一个事件

当配置TOOLKIT_USING_TIMER后,才能使用此函数。此函数需要用到free。必须为动态方式创建的事件对象。

代码语言:javascript
复制
bool tk_event_delete(struct tk_event *event);

参数

描述

event

要删除的事件对象

返回值

true:删除成功;false:删除失败

3.4.3 静态初始化一个事件
代码语言:javascript
复制
bool tk_event_init(struct tk_event *event);

参数

描述

event

要初始化的事件对象

返回值

true:创建成功;false:创建失败

3.4.4 发送事件标志
代码语言:javascript
复制
bool tk_event_send(struct tk_event *event, uint32_t event_set);

参数

描述

event

发送目标事件对象

event_set

事件标志,每个标志占1Bit,发送多个标志可“|”

返回值

true:发送成功;false:发送失败

3.4.5 接收事件
代码语言:javascript
复制
bool tk_event_recv(struct tk_event *event, uint32_t event_set, uint8_t option, uint32_t *recved);

参数

描述

event

接收目标事件对象

event_set

感兴趣的标志,每个标志占1Bit,多个标志可“|”

option

操作,标志与:TK_EVENT_OPTION_AND; 标志或:TK_EVENT_OPTION_OR; 清除标志:TK_EVENT_OPTION_CLEAR

返回值

true:发送成功;false:发送失败

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原始发表:2023-05-09,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • 1、介绍
  • 2 、文件目录
  • 3 、函数定义
    • 3.1 配置文件
      • 3.2 Queue 循环队列API函数
        • 3.2.1 动态创建队列
        • 3.2.2 动态删除队列
        • 3.2.3 静态初始化队列
        • 3.2.4 静态脱离队列
        • 3.2.5 清空队列
        • 3.2.6 判断队列是否为空
        • 3.2.7 判断队列是否已满
        • 3.2.8 从队列中读取一个元素(不从队列中删除)
        • 3.2.9 移除一个元素
        • 3.2.10 向队列压入(入队)1个元素数据
        • 3.2.11 从队列弹出(出队)1个元素数据
        • 3.2.12 查询队列当前数据长度
        • 3.2.13 向队列压入(入队)多个元素数据
        • 3.2.14 从队列弹出(出队)多个元素数据
      • 3.3 Timer 软件定时器API函数
        • 3.3.1 软件定时器功能初始化
        • 3.3.2 动态创建定时器
        • 3.3.3 动态删除定时器
        • 3.3.4 静态初始化定时器
        • 3.3.5 静态脱离定时器
        • 3.3.6 定时器启动
        • 3.3.7 定时器停止
        • 3.3.8 定时器继续
        • 3.3.9 定时器重启
        • 3.3.10 获取定时器模式
        • 3.3.11 获取定时器状态
        • 3.3.12 定时器处理
        • 3.3.13 超时回调函数
      • 3.4 Event 事件集API函数
        • 3.4.1 动态创建一个事件
        • 3.4.2 动态删除一个事件
        • 3.4.3 静态初始化一个事件
        • 3.4.4 发送事件标志
        • 3.4.5 接收事件
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