freeRTOS--任务通知

news2024/11/25 18:51:54

一、什么是任务通知

使用任务通知可以替换二值信号量、计数信号量、事件标志组，可以替代长度为1的队列，任务通知速度更快、使用的RAM更少。

任务通知值的更新方式：

发消息给任务，如果有通知未读，不覆盖通知值。
发消息给任务，直接覆盖通知值。
发消息给任务，设置通知值的一个或多个位
发送消息给任务，递增通知值

任务通知的相关API函数：

1.发送通知

1.发送通知
函数	描述
xTaskNotify()	发送通知，带有通知值
xTaskNotifyAndQuery()	发送通知，带有通知值并且保留接收任务的原通知值
xTaskNotifyGive()	发送通知，不带通知值
xTaskNotifyFromISR()	在中断中发送任务通知
vTaskNotifyGiveFromISR()	在中断中发送任务通知

BaseType_t xTaskNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify,
uint32_t ulValue,
eNotifyAction eAction )；

xTaskToNotify：需要接收通知的任务句柄；
ulValue：用于更新接收任务通知值，具体如何更新由形参 eAction 决定；
eAction：一个枚举，代表如何使用任务通知的值；

枚举
枚举值	描述
eNoAction	发送通知，但不更新值（参数 ulValue 未使用）
eSetBits	被通知任务的通知值按位或 ulValue 。（某些场景下可代替事件组，效率更高）
eSetValueWithOverWrite	被通知任务的通知值设置为 ulValue 。（某些场景下可代替 xQueueOverwrite ，效率更高）
eSetValueWithoutOverwrite	如果被通知的任务当前没有通知，则被通知的任务的通知值设为ulValue 。如果被通知任务没有取走上一个通知，又接收到了一个通知，则这次通知值丢弃，在这种情况下视为调用失败并返回 pdFALSE （某些场景下可代替 xQueueSend ，效率更高）

返回值：如果被通知任务还没取走上一个通知，又接收了一个通知，则这次通知值未能更新并返回
pdFALSE，而其他情况均返回pdPASS。

BaseType_t xTaskNotifyAndQuery( TaskHandle_t xTaskToNotify,
uint32_t ulValue,
eNotifyAction eAction,
uint32_t *pulPreviousNotifyValue );
参数：
xTaskToNotify：需要接收通知的任务句柄； 
ulValue：用于更新接收任务通知值， 具体如何更新由形参 eAction 决定； 
eAction：一个枚举，代表如何使用任务通知的值；
pulPreviousNotifyValue：对象任务的上一个任务通知值，如果为 NULL， 则不需要回传， 这个时
候就等价于函数 xTaskNotify()。

返回值：
如果被通知任务还没取走上一个通知，又接收了一个通知，则这次通知值未能更新并返回pdFALSE， 而其他情况均返回pdPASS。

BaseType_t xTaskNotifyGive( TaskHandle_t xTaskToNotify );

//参数：xTaskToNotify：接收通知的任务句柄， 并让其自身的任务通知值加 1。
//返回值：总是返回pdPASS。

2.等待通知

等待通知 API 函数只能用在任务，不可应用于中断中！

等待通知
函数	描述
ulTaskNotifyTake()	获取任务通知，可以设置在退出此函数的时候将任务通知值清零或者减一。当任务通知用作二值信号量或者计数信号量的时候，使用此函数来获取信号量。
xTaskNotifyWait()	获取任务通知，比 ulTaskNotifyTak() 更为复杂，可获取通知值和清除通知值的指定位

uint32_t ulTaskNotifyTake ( BaseType_t xClearCountOnExit , TickType_t xTicksToWait );

参数：xClearCountOnExit：指定在成功接收通知后，将通知值清零或减 1，pdTRUE：把通知值清零（二值信号量）；pdFALSE：把通知值减一（计数型信号量）； xTicksToWait：阻塞等待任务通知值的最大时间；

返回值：0：接收失败非0：接收成功，返回任务通知的通知值

BaseType_t xTaskNotifyWait ( uint32_t ulBitsToClearOnEntry ,

uint32_t ulBitsToClearOnExit ,

uint32_t * pulNotificationValue ,

TickType_t xTicksToWait );

ulBitsToClearOnEntry ：函数执行前清零任务通知值那些位。

ulBitsToClearOnExit ：表示在函数退出前，清零任务通知值那些位，在清 0 前，接收到的任务通知值会先被保存到形参 *pulNotificationValue 中。

pulNotificationValue ：用于保存接收到的任务通知值。如果不需要使用，则设置为 NULL 即可。

xTicksToWait ：等待消息通知的最大等待时间。

二、实验

1.模拟二值信号量和计数型信号量

void StartTaskSend(void const * argument)
{
  
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == RESET)
			{
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == RESET)
			{
				xTaskNotifyGive(TaskReceiveHandle);
				//printf("任务通知：模拟二值信号量发送成功 !\r\n");
				printf("任务通知：模拟计数型信号量发送成功 !\r\n");
			}
			while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == RESET);
			}
				
				
    osDelay(1);
  }
}

void StartTaskReceive(void const * argument)
{
  
	uint32_t rev;

  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == RESET)
			{
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == RESET)
			{
				//rev = ulTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY);//当为pdTRUE的时候，模拟的为二值信号量
				rev = ulTaskNotifyTake(pdFALSE,portMAX_DELAY);//当为pdFALSE的时候，模拟的是计数型信号量
				if(rev != 0)
				//printf("任务通知：模拟二值信号量接收成功 !\r\n");
							printf("任务通知：模拟计数型信号量接收成功 ! rev=%d \r\n",rev);
			}
			while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == RESET);
			}
				
    osDelay(1);
  }
 
}

模拟计数型信号量实验结果：

模拟二值信号量结果：

2.模拟事件标志组和模拟邮箱

2.1模拟事件标志组

void StartTaskSend(void const * argument)
{
 
	uint16_t buf = 100;
	BaseType_t status;
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET)
		{
		osDelay(20);
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET)
				{	
				printf("将bit0位置为1\r\n");
					xTaskNotify(taskReceiveHandle,0x01,eSetBits);
			}
				while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET);
		}
		
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)
		{
		osDelay(20);
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)
				{	
				printf("将bit1位置为1\r\n");
					xTaskNotify(taskReceiveHandle,0x02,eSetBits);
			}
				while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET);
		}
    osDelay(10);
  }
  
}

void StartTaskRecive(void const * argument)
{

	uint32_t notify_val = 0, event_bit = 0;
 
  for(;;)
  {	
	xTaskNotifyWait(0,0XFFFFFFFF,&notify_val,portMAX_DELAY);
		if(notify_val & 0x01)
			event_bit |= 0x01;
		if(notify_val & 0x02)
			event_bit |= 0x02;
		if(event_bit == (0x01 | 0x02))
		{
			printf("任务通知模拟事件标志组接收成功！\r\n");
			event_bit = 0; 
		}
    osDelay(1);
  }

}

实验结果：

2.2 模拟邮箱

StartTaskSend：

void StartTaskSend(void const * argument)
{
  
	uint16_t buf = 100;
	BaseType_t status;
 
  for(;;)
  {
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET)
		{
		osDelay(20);
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET)
				{	
				printf("按键1按下\r\n");
					xTaskNotify(taskReceiveHandle,1,eSetValueWithOverwrite);//相比于事件标志组，改为了eSetValuewithOverwrit,ulValue变成了1
			}
				while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==GPIO_PIN_RESET);
		}
		
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)
		{
		osDelay(20);
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)
				{	
				printf("按键2按下\r\n");
					xTaskNotify(taskReceiveHandle,2,eSetValueWithOverwrite);//eSetValueWithoutOverwrite相比于eSetValueWithOverwrite会复写，不影响最终实验结果
			}
				while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET);
		}
    osDelay(10);
  }
  
}

StartTaskRecive：

void StartTaskRecive(void const * argument)
{

	uint32_t notify_val = 0, event_bit = 0;

  for(;;)
  {	
	xTaskNotifyWait(0,0XFFFFFFFF,&notify_val,portMAX_DELAY);
		printf("接收到的通知值为:%d\r\n",notify_val);
    osDelay(1);
  }

}

实验结果：