FreeRTOS 中事件组（Event Group）用法详解

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在 FreeRTOS 中，事件组（Event Group） 是一种高效的同步机制，允许多个任务或中断通过 事件位（Event Bits） 进行通信和同步。以下是事件组的详细使用方法：

1. 事件组的基本操作

1.1 创建事件组

#include "FreeRTOS.h"
#include "event_groups.h"

// 创建事件组句柄
EventGroupHandle_t xEventGroup = xEventGroupCreate();

1.2 设置事件位

在任务中设置事件位：

// 设置指定的事件位（例如 BIT_0 和 BIT_1）
xEventGroupSetBits(xEventGroup, BIT_0 | BIT_1);

在中断中设置事件位（需使用中断安全版本）：

void IRAM_ATTR HardwareISR() {
    BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
    xEventGroupSetBitsFromISR(xEventGroup, BIT_0, &xHigherPriorityTaskWoken);
    portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); // 触发任务切换
}

1.3 等待事件位

阻塞等待事件位：

// 等待 BIT_0 和 BIT_1 中的任意一个事件位被置位，最多阻塞 100ms
EventBits_t xBits = xEventGroupWaitBits(
    xEventGroup,         // 事件组句柄
    BIT_0 | BIT_1,       // 要等待的事件位
    pdFALSE,             // 是否在等待成功后清除事件位（pdTRUE 为清除）
    pdFALSE,             // 是否需要所有事件位都被置位（pdTRUE 为全部）
    pdMS_TO_TICKS(100)   // 超时时间（单位：系统节拍）
);

if (xBits & BIT_0) {
    // BIT_0 被置位
}

1.4 清除事件位

// 清除 BIT_0 事件位
xEventGroupClearBits(xEventGroup, BIT_0);

2. 事件组的典型使用场景

2.1 任务同步

多个任务等待某个事件触发：

// 任务1：等待事件
void vTask1(void *pvParameters) {
    while (1) {
        xEventGroupWaitBits(xEventGroup, BIT_0, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
        // 执行事件触发后的操作
    }
}

// 任务2：触发事件
void vTask2(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 触发 BIT_0
        xEventGroupSetBits(xEventGroup, BIT_0);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}

2.2 多事件组合触发

需要同时满足多个事件才触发：

// 等待 BIT_0 和 BIT_1 同时被置位
xEventGroupWaitBits(xEventGroup, BIT_0 | BIT_1, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);

3. 事件组的注意事项

事件位管理：
- 事件位是 按位操作 的，建议使用 #define 定义事件位：
```
#define BIT_0 (1 << 0)  // 第0位
#define BIT_1 (1 << 1)  // 第1位
```
- 避免事件位冲突（例如同时使用 BIT_0 和 BIT_1）。
线程安全：
- 若多个任务或中断同时操作同一事件组，需确保操作的原子性（FreeRTOS 事件组函数本身是线程安全的）。
优先级反转：
- 高优先级任务等待低优先级任务设置事件时可能发生优先级反转，可通过合理设计任务优先级避免。
性能优化：
- 事件组的操作是 轻量级 的，适合高频事件同步。

4. 完整示例

场景：两个任务通过事件组同步

EventGroupHandle_t xEventGroup;

void vSenderTask(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 设置 BIT_0
        xEventGroupSetBits(xEventGroup, BIT_0);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}

void vReceiverTask(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待 BIT_0 被置位
        xEventGroupWaitBits(xEventGroup, BIT_0, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
        printf("Event BIT_0 received!\n");
    }
}

int main() {
    xEventGroup = xEventGroupCreate();
    xTaskCreate(vSenderTask, "Sender", 1024, NULL, 1, NULL);
    xTaskCreate(vReceiverTask, "Receiver", 1024, NULL, 2, NULL);
    vTaskStartScheduler();
    return 0;
}