FreeRTOS 快速入门（七）之事件组

原创

已于 2024-08-24 16:52:14 修改 · 3.6w 阅读

45 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#操作系统 #嵌入式 #FreeRTOS #事件组

于 2024-08-24 16:50:22 首次发布

一、事件组的概念

事件组可以简单地认为就是一个整数：

每一位表示一个事件
每一位事件的含义由程序员决定，比如：Bit0 表示用来串口是否就绪，Bit1 表示按键是否被按下。这些位，值为 1 表示事件发生了，值为 0 表示事件没发生
一个或多个任务、ISR 都可以去写这些位；一个或多个任务、ISR 都可以去读这些位
可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位

事件组用一个整数来表示，其中的高 8 位留给内核使用，只能用其他的位来表示事件。这个整数的位数由宏 configUSE_16_BIT_TICKS 决定：

如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 1，那么这个整数就是 16 位的，低 8 位用来表示事件
如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 0，那么这个整数就是 32 位的，低 24 位用来表示事件

configUSE_16_BIT_TICKS 是用来表示 Tick Count 的，怎么会影响事件组？这只是基于效率来考虑

如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 1，就表示该处理器使用 16 位更高效，所以事件组也使用 16 位
如果 configUSE_16_BIT_TICKS 是 0，就表示该处理器使用 32 位更高效，所以事件组也使用 32 位

如果 EvenBits_t 变量中的某个位为 1，则表示该位表示的事件以发生。如果 EvenBits_t 变量中的某个位为 0，则表示该位表示的事件未发生。

例如：事件组的值为 0x92，即事件位1、4、7为1，因此仅发生由位1、4、7表示的事件，如下图：

1、事件组和队列、信号量的对比

事件组和队列、信号量等不太一样，主要集中在两个地方：

唤醒谁？
- 队列、信号量：事件发生时，只会唤醒一个任务
- 事件组：事件发生时，会唤醒所有符号条件的任务，简单地说它有"广播"的作用
是否清除事件？
- 队列、信号量：是消耗型的资源，队列的数据被读走就没了；信号量被获取后就减少了
- 事件组：被唤醒的任务有两个选择，可以让事件保留不动，也可以清除事件

二、事件组函数

1、创建

使用事件组之前，要先创建，得到一个句柄；使用事件组时，要使用句柄来表明使用哪个事件组。有两种创建方法：动态分配内存、静态分配内存。函数原型如下：

/* 创建一个事件组，返回它的句柄。
 * 此函数内部会分配事件组结构体
 * 返回值: 返回句柄，非NULL表示成功
 */
EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void);

/* 创建一个事件组，返回它的句柄。
 * 此函数无需动态分配内存，所以需要先有一个StaticEventGroup_t结构体，并传入它的指针
 * 返回值: 返回句柄，非NULL表示成功
 */
EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic(
						StaticEventGroup_t *pxEventGroupBuffer);

2、删除

对于动态创建的事件组，不再需要它们时，可以删除它们以回收内存。

/*
 * xEventGroup: 事件组句柄，你要删除哪个事件组
 */
void vEventGroupDelete(EventGroupHandle_t xEventGroup)

3、设置事件

可以设置事件组的某个位、某些位，使用的函数有 2 个：

在任务中使用 xEventGroupSetBits()
在 ISR 中使用 xEventGroupSetBitsFromISR()

有一个或多个任务在等待事件，如果这些事件符合这些任务的期望，那么任务还会被唤醒。函数原型如下：

/** 
 * 设置事件组中的位
 * xEventGroup: 哪个事件组
 * uxBitsToSet: 设置哪些位?
 * 如果uxBitsToSet的bitX, bitY为1, 那么事件组中的bitX, bitY被设置为1
 * 可以用来设置多个位，比如 0x15 就表示设置bit4, bit2, bit0
 * 返回值: 返回原来的事件值(没什么意义, 因为很可能已经被其他任务修改了)
 */
EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,
							   const EventBits_t uxBitsToSet );

/**
 * 设置事件组中的位
 * xEventGroup: 哪个事件组
 * uxBitsToSet: 设置哪些位?
 * 如果uxBitsToSet的bitX, bitY为1, 那么事件组中的bitX, bitY被设置为1
 * 可以用来设置多个位，比如 0x15 就表示设置bit4, bit2, bit0
 * pxHigherPriorityTaskWoken: 有没有导致更高优先级的任务进入就绪态? pdTRUE-有,
pdFALSE-没有
 * 返回值: pdPASS-成功, pdFALSE-失败
 */
BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup,
								const EventBits_t uxBitsToSet,
								BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );

值得注意的是，ISR 中的函数，比如队列函数 xQueueSendToBackFromISR 、信号量函数 xSemaphoreGiveFromISR，它们会唤醒某个任务，最多只会唤醒一个任务。

但是设置事件组时，有可能导致多个任务被唤醒，这会带来很大的不确定性。所以 xEventGroupSetBitsFromISR 函数不是直接去设置事件组，而是给一个 FreeRTOS 后台任务发送队列数据，由这个任务来设置事件组。

如果后台任务的优先级比当前被中断的任务优先级高，xEventGroupSetBitsFromISR 会设置 *pxHigherPriorityTaskWoken 为 pdTRUE。

如果后台任务成功地把队列数据发送给了后台任务，那么 xEventGroupSetBitsFromISR 的返回值就是 pdPASS。

4、等待事件

使用 xEventGroupWaitBits 来等待事件，可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位；等到期望的事件后，还可以清除某些位。函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupWaitBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,
								 const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
								 const BaseType_t xClearOnExit,
								 const BaseType_t xWaitForAllBits,
								 TickType_t xTicksToWait );

unblock condition
一个任务在等待事件发生时，它处于阻塞状态；当期望的时间发生时，这个状态就叫"unblock condition"，非阻塞条件，或称为"非阻塞条件成立"；当"非阻塞条件成立"后，该任务就可以变为就绪态。

函数参数说明列表如下：

参数	说明
`xEventGroup`	等待哪个事件组
`uxBitsToWaitFor`	等待哪些位，哪些位要被测试
`xWaitForAllBits`	怎么测试？是"AND"还是"OR"？ pdTRUE: 等待的位，全部为 1; pdFALSE: 等待的位，某一个为 1 即可
`xClearOnExit`	函数提出前是否要清除事件？ pdTRUE: 清除 uxBitsToWaitFor 指定的位 pdFALSE: 不清除
`xTicksToWait`	如果期待的事件未发生，阻塞多久。可以设置为 0：判断后即刻返回；可设置为 portMAX_DELAY：一定等到成功才返回；可以设置为期望的 Tick Count，一般用 pdMS_TO_TICKS() 把 ms 转换为 Tick Count
`返回值`	返回的是事件值，如果期待的事件发生了，返回的是"非阻塞条件成立"时的事件值；如果是超时退出，返回的是超时时刻的事件值。