FreeRTOS事件标志组

最新推荐文章于 2024-08-07 16:59:02 发布

moon2shine

最新推荐文章于 2024-08-07 16:59:02 发布

阅读量212

点赞数

文章标签： stm32 单片机嵌入式硬件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/moon2shine/article/details/135055316

版权

本文介绍了FreeRTOS中的事件标志组，包括事件标志的概念、EventBits_t数据类型、创建与删除事件组、等待和设置事件标志、以及在任务和中断中的应用。通过示例展示了如何在多任务环境中使用事件标志组进行同步。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

事件标志组与信号量一样属于任务间同步的机制，但是信号量一般用于任务间的单事件同步，对于任务间的多事件同步，仅使用信号量就显得力不从心了。FreeRTOS 提供的事件标志组可以很好的处理多事件情况下的任务同步。

FreeRTOS 事件标志组简介

1. 事件标志

事件标志是一个用于指示事件是否发生的布尔值，一个事件标志只有 0 或 1 两种状态， FreeRTOS 将多个事件标志储存在一个变量类型为 EventBits_t 变量中，这个变量就是事件组。

2. 事件组

事件组是一组事件标志的集合，一个事件组就包含了一个 EventBites_t 数据类型的变量，变量类型 EventBits_t 的定义如下所示：

从上面可以看出，EventBits_t 实际上是一个 16 位或 32 位无符号的数据类型。当 configUSE_16_BIT_TICKS 配置为 0 时，EventBits_t 是一个 32 位无符号的数据类型；当 configUSE_16_BIT_TICKS 配置为 1 时，EventBits_t 是一个 16 为无符号的数据类型。在本套教程的所有配套例程中，都将配置项 configUSE_16_BIT_TICKS 配置为 0，因此本文就以 EventBits_t 为 32 位无符号数据类型为例进行讲解，对于另外一种情况，也是大同小异的。

虽然说使用了 32 位无符号的数据类型变量来存储事件标志，但这并不意味着，一个 EventBits_t 数据类型的变量能够存储 32 个事件标志，FreeRTOS 将这个 EventBits_t 数据类型的变量拆分成两部分，其中低 24 位[23:0]（configUSE_16_BIT_TICKS 配置位 1 时，是低 8 位[7:0]）用于存储事件标志，而高 8 位[31:24]（configUSE_16_BIT_TICKS 配置位 1 时，依然是高 8 位 [15:8]）用作存储事件标志组的一些控制信息，也就是说一个事件组最多可以存储 24 个事件标志。EventBits_t 数据类型变量的位使用情况如下图所示：

从上图中可以看到，变量中低 24 位中的每一位都是一个事件标志，当某一位被置一时，就表示这一位对应的事件发生了。

FreeRTOS 事件标志组相关 API 函数

FreeRTOS 提供了事件标志组的一些相关操作函数，如下表所示：

1. 创建事件标志组

FreeRTOS 提供了两种创建事件标志组的方式，分别为动态方式创建事件标志组和静态方式创建事件标志组，两者的区别在于静态方式创建事件标志组时，需要用户提供创建事件标志组所需的内存空间，而使用动态方式创建事件标志组时，FreeRTOS 会自动从 FreeRTOS 管理的堆中分配创建事件标志组所需的内存空间。

动态方式创建事件标志组 API 函数的函数原型如下所示：

函数 xEventGroupCreate()的形参描述，如下表所示：

2. 删除事件标志组

FreeRTOS 提供了用于删除事件标志组的 API 函数，函数原型如下所示：

函数 vEventGroupDelete()的形参描述，如下表所示：

3. 等待事件标志位

等待事件标志位使用的是函数 xEventGroupWaitBits()，其函数原型如下所示：

函数 xEventGroupWaitBits()的形参描述，如下表所示：

4. 设置事件标志位

FreeRTOS 提供了两个用于设置事件标志位的 API 函数，这个两个函数分别用于在任务和在中断中设置事件标志位。

在任务中设置事件标志位 API 函数的函数原型如下所示：

函数 xEventGroupSetBits()的形参描述，如下表所示：

5. 清零事件标志位

FreeRTOS 提供了两个用于清零事件标志位的 API 函数，这个两个函数分别用于在任务和在中断中清零事件标志位。

在任务中清零事件标志位 API 函数的函数原型如下所示：

函数 xEventGroupClearBits()的形参描述，如下表所示：

函数 xEventGroupClearBits()的返回值，如下表所示：

6. 获取事件组中事件标志位的值

FreeRTOS 提供了两个用于获取事件组中事件标志位值的 API 函数，这个两个函数分别用于在任务和在中断中获取事件组中事件标志位的值。

在任务中获取事件组中事件标志位值 API 函数的函数原型如下所示：

函数 xEventGroupGetBits()的形参描述，如下表所示：

7. 函数 xEventGroupSync()

此函数一般用于多任务同步，其中每个任务都必须等待其他任务达到同步点，然后才能继续执行。函数 xEventGroupSync()的函数原型如下所示：

函数 xEventGroupSync()的形参描述，如下表所示：

FreeRTOS 事件标志组实验

首先是事件标志组的定义：

#define EVENTBIT_0 (1<<0)
#define EVENTBIT_1 (1<<1)
#define EVENTBIT_2 (1<<2)
#define EVENTBIT_ALL (EVENTBIT_0|EVENTBIT_1|EVENTBIT_2)

然后在start任务中进行事件标志组的创建：

EventGroupHandle_t EventGroupHandler;

void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();    
    
    EventGroupHandler = xEventGroupCreate();
    
    xTaskCreate((TaskFunction_t )counter_task,            
              (const char*    )"counter_task",          
              (uint16_t       )COUNTER_STK_SIZE,        
              (void*          )NULL,                  
              (UBaseType_t    )COUNTER_TASK_PRIO,       
              (TaskHandle_t*  )&CounterTask_Handler);

    xTaskCreate((TaskFunction_t )api_task,            
              (const char*    )"api_task",          
              (uint16_t       )API_STK_SIZE,        
              (void*          )NULL,                  
              (UBaseType_t    )API_TASK_PRIO,       
              (TaskHandle_t*  )&ApiTask_Handler);
    
    xTaskCreate((TaskFunction_t )led_green_task,            
              (const char*    )"led_green_task",          
              (uint16_t       )LED_GREEN_STK_SIZE,        
              (void*          )NULL,                  
              (UBaseType_t    )LED_GREEN_TASK_PRIO,       
              (TaskHandle_t*  )&LedGreenTask_Handler);

    xTaskCreate((TaskFunction_t )led_red_task,            
              (const char*    )"led_red_task",          
              (uint16_t       )LED_RED_STK_SIZE,        
              (void*          )NULL,                  
              (UBaseType_t    )LED_RED_TASK_PRIO,       
              (TaskHandle_t*  )&LedRedTask_Handler);     
    
    xTaskCreate((TaskFunction_t )ws2812b_task,            
              (const char*    )"ws2812b_task",          
              (uint16_t       )WS2812B_STK_SIZE,        
              (void*          )NULL,                  
              (UBaseType_t    )WS2812B_TASK_PRIO,       
              (TaskHandle_t*  )&Ws2812bTask_Handler);     
                                                
    vTaskDelete(StartTask_Handler);    
                            
    taskEXIT_CRITICAL();
}

然后在led闪烁以及在ws2812b任务中进行事件标志组的中事件置位：

void led_green_task(void *pvParameters)
{
    unsigned char led_green_on_flag = 0;
    
    while(1)
    {
        if(led_green_on_flag)
        {
             LED_GREEN_ON;    
       xEventGroupSetBits( (EventGroupHandle_t )EventGroupHandler, (EventBits_t )EVENTBIT_0);        
            
        }else
        {    
             LED_GREEN_OFF;     
        }
        
        led_green_on_flag = ~led_green_on_flag;
        vTaskDelay(500);
    }
}

void led_red_task(void *pvParameters)
{
    unsigned char led_red_on_flag = 0;
    
    while(1)
    {
        if(led_red_on_flag)
        {
             LED_RED_ON;
        }else
        {
             xEventGroupSetBits( (EventGroupHandle_t )EventGroupHandler, (EventBits_t )EVENTBIT_1);    
             LED_RED_OFF;
        }    
        
        led_red_on_flag = ~led_red_on_flag;
        
        vTaskDelay(2000);
    }
}

void ws2812b_task(void *pvParameters)
{
    unsigned char ws2812b_change_flag = 0;
    
    while(1)
    {
         if(ws2812b_change_flag)
         {
              ws2812b_write_rgb(0, 20, 0);
              xEventGroupSetBits( (EventGroupHandle_t )EventGroupHandler, (EventBits_t )EVENTBIT_2);    
             
         }else
         {
              ws2812b_write_rgb(0, 0, 0);
         }
         
         ws2812b_change_flag = ~ws2812b_change_flag;
         
         vTaskDelay(3000);
    }
}

最后在api任务以及counter任务中分别进行事件标志组的触发实验以及获取事件标志位实验：

void api_task(void *pvParameters)
{    
     while(1)
     {    
         xEventGroupWaitBits( (EventGroupHandle_t )EventGroupHandler,
                           (EventBits_t )EVENTBIT_ALL,
                           (BaseType_t )pdTRUE,
                           (BaseType_t )pdTRUE,
                               (TickType_t )portMAX_DELAY);
         
         taskENTER_CRITICAL();
         printf("\r\n三个事件全部触发！\r\n");
         taskEXIT_CRITICAL();    
         
         vTaskDelay(20);
     }
}


EventBits_t event_val_current = 0;
EventBits_t event_val_last = 0;
void counter_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
          
          event_val_current =  xEventGroupGetBits((EventGroupHandle_t)EventGroupHandler);
                 
          if(event_val_current != event_val_last)
            {
                  event_val_last = event_val_current;
                    taskENTER_CRITICAL();
                    printf("\r\n当前的事件标志数量为：º%d.\r\n", (unsigned char)event_val_current);
                    taskEXIT_CRITICAL();
            }


            vTaskDelay(10);
    }
}

下载验证：