事件标志组（Event Group）：概念、设计意义与应用实例

FreeRTOS 中的事件标志组（Event Group）：概念、设计意义与应用实例

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一、事件标志组的核心概念

事件标志组（Event Group） 是 FreeRTOS 中用于 多任务事件同步和通信 的机制，通过 位掩码（Bitmask） 的形式管理多个事件状态。每个事件对应一个二进制位（bit），任务可以设置、等待或清除这些位，实现灵活的事件触发与响应。

特性	说明
多事件管理	最多支持 24 个独立事件（FreeRTOS 默认配置，可扩展至 32 位）。
位操作高效性	通过位掩码快速设置或检测事件，适合高频事件处理。
组合条件等待	任务可等待多个事件的 任意一个（OR） 或 全部（AND） 触发。
跨任务与中断同步	可在任务和中断中操作事件位，支持高效的事件驱动设计。

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二、设计事件标志组的意义（由来）

1. 多事件同步的需求

在复杂系统中，任务通常需要响应多种事件组合，例如：

• 同时检测“按键按下”和“数据接收完成”才执行操作。
• 等待任一传感器（温度、湿度）触发阈值告警。
• 协调多个任务的阶段性完成（如初始化所有外设后启动主逻辑）。

传统信号量或队列机制需为每个事件创建独立对象，导致 资源浪费 和 逻辑复杂化。

2. 事件标志组的优势

• 统一管理多事件：将多个事件压缩到一个 32 位变量中，节省内存和句柄资源。
• 灵活触发条件：支持“等待任意事件”或“等待所有事件”触发。
• 非破坏性读取：任务可查询事件状态而不清除事件位（通过 xEventGroupGetBits）。

3. 与队列集、信号量的对比

机制	适用场景	局限性
事件组	多事件条件触发、任务同步、状态标记。	无数据传输能力，仅传递事件标志。
队列集	监听多个队列/信号量的数据到达。	无法组合事件条件（如同时满足两个事件）。
信号量	单一事件通知或资源管理。	无法表达复杂事件逻辑。

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三、应用实例：智能家居环境监控系统

场景描述

设计一个智能家居监控系统，包含以下功能：

1. 环境检测：
   • 温度传感器超过 30°C（触发事件位 BIT_TEMP_HIGH）。
   • 湿度传感器低于 20%（触发事件位 BIT_HUMID_LOW）。
2. 安防检测：
   • 门窗磁传感器检测到异常打开（触发事件位 BIT_DOOR_OPEN）。
3. 联动规则：
   • 若 温度过高且湿度过低（BIT_TEMP_HIGH | BIT_HUMID_LOW），启动加湿器并报警。
   • 若 门窗异常打开（BIT_DOOR_OPEN），立即触发警报并通知用户。

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解决方案

• 任务分工：
  • 传感器任务：读取传感器数据并设置对应事件位。
  • 监控任务：等待事件组合触发，执行联动操作。
• 中断处理：高优先级传感器（如门窗磁）通过中断设置事件位。

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代码实现（详细注释）

1. 定义事件位与初始化事件组

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

// 定义事件位（每个事件占1 bit）
#define BIT_TEMP_HIGH   (1 << 0)  // 位0：温度过高</