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前言

FreeRTOS是一个广泛应用于嵌入式系统的实时操作系统内核，提供了丰富的功能和组件，以帮助开发者构建可靠的嵌入式应用程序。其中，事件组（Event Groups）是一种重要的机制，用于任务之间的事件通知和同步。本文将重点介绍FreeRTOS中事件组的基础知识，以帮助初学者更好地理解和应用这一功能。

在嵌入式系统中，多个任务可能需要协同工作，彼此之间需要进行事件通知和同步。事件组提供了一种有效的方式来管理和触发事件，从而实现任务之间的同步与通信。通过学习事件组的概念、使用方法以及实际应用场景，开发者可以更好地设计和实现复杂的嵌入式系统。

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一、事件组是什么

案例

学校组织秋游，组长在等待：

• 张三：我到了
• 李四：我到了
• 王五：我到了
  组长说：好，大家都到齐了，出发！
  秋游回来第二天就要提交一篇心得报告，组长在焦急等待：张三、李四、王五谁先写好就交谁的。
  在这个日常生活场景中：
• 出发：要等待这 3 个人都到齐，他们是"与"的关系
• 交报告：只需等待这 3 人中的任何一个，他们是"或"的关系
  在 FreeRTOS 中，可以使用事件组(event group)来解决这些问题。

1.1 事件组的概念

事件组可以简单的认为就是一个整数，你可以去设置整数的某一位为1代表有事件，设置0为无事件。
你可以去等待一个位或者多个位
下面的为事件组结构体：

typedef struct xEventGroupDefinition
{
	EventBits_t uxEventBits;
	List_t xTasksWaitingForBits;		/*< List of tasks waiting for a bit to be set. */

	#if( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
		UBaseType_t uxEventGroupNumber;
	#endif

	#if( ( configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION == 1 ) && ( configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION == 1 ) )
		uint8_t ucStaticallyAllocated; /*< Set to pdTRUE if the event group is statically allocated to ensure no attempt is made to free the memory. */
	#endif
} EventGroup_t;

其中：uxEventBits成员为事件组，xTasksWaitingForBits用来存储等待事件的任务

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。
那么这个整数是多少位的？
 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

二、事件组的操作

2.1 事件组与其他实现同步与互斥方法的区别

事件组和队列、信号量等不太一样，主要集中在 2 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，也可以清除事件以上图为列，事件组的常规操作如下：
 先创建事件组
 任务 C、D 等待事件：
 等待什么事件？可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位。
简单地说就是"或"、"与"的关系。
 得到事件时，要不要清除？可选择清除、不清除。
 任务 A、B 产生事件：设置事件组里的某一位、某些位

2.2 创建事件组

我们可以使用下面这个函数进行动态的创建事件组

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void );

他返回的是一个事件组的handle

我们也可以加个static表示要创建静态的事件组

EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic( StaticEventGroup_t * pxEventGroupBuffer );

你只需要提供事件组的Buffer即可。

2.3 删除事件组

我们可以使用下面这个函数删除一个事件组：

void vEventGroupDelete( EventGroupHandle_t xEventGroup );

参数为要删除事件组的handle

2.4 设置事件

在任务中，你可以使用下面这个函数进行设置某一位：

EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,
 const EventBits_t uxBitsToSet );

参数二怎么填写？
他的定义是这样的：typedef TickType_t EventBits_t;类型就是uint32_t，如果你设置的是32位的话
我们可以来让他的某一个位为1，代表这个位有事件了
比如我们想让第5位就这样：1<<5，如果想要两个就使用1 << 5 | 1 << 4，使用或运算符

如果你需要在中断中使用，函数名称只需要加个ISR

BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup, 
const EventBits_t uxBitsToSet, 
BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken );

他的参数3用来告诉调用者，在设置事件组位的过程中是否有更高优先级的任务被唤醒了。
因此，当你调用 xEventGroupSetBitsFromISR 函数时，如果有更高优先级的任务被唤醒了，那么 pxHigherPriorityTaskWoken 参数会被设置为非零值；如果没有更高优先级的任务被唤醒，那么 pxHigherPriorityTaskWoken 参数会被设置为零。这样，在 ISR 结束后，FreeRTOS 就知道是否需要进行任务切换。

2.5 等待事件

我们可以使用下面这个函数来等待某个事件：

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

参数2意义为等待哪些位。参数3为是否在这个函数结束时清楚等待位。参数4为，如果你的参数2等待了多个位，比如0和5，是否要等待这两个位全部有了事件在唤醒任务，还是任意一个都行，他们可以填pdTRUE或者pdFLASE

2.6 示例代码

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

// 定义事件组句柄
EventGroupHandle_t xEventGroup;

// 定义事件组位
#define BIT_0 (1 << 0)
#define BIT_1 (1 << 1)

// 任务1，等待事件组位 BIT_0
void vTask1(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待事件组位 BIT_0，设置 clear_on_exit 标志位，表示等待后清除
        EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(xEventGroup, BIT_0, pdTRUE, pdFALSE, portMAX_DELAY);
        if (uxBits & BIT_0) {
            // 收到 BIT_0 位的信号
            // 执行相应操作...
        }
    }
}

// 任务2，等待事件组位 BIT_1
void vTask2(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待事件组位 BIT_1，设置 clear_on_exit 标志位，表示等待后清除
        EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(xEventGroup, BIT_1, pdTRUE, pdFALSE, portMAX_DELAY);
        if (uxBits & BIT_1) {
            // 收到 BIT_1 位的信号
            // 执行相应操作...
        }
    }
}

// 主函数
int main(void) {
    // 创建事件组
    xEventGroup = xEventGroupCreate();

    // 创建任务1，优先级较高
    xTaskCreate(vTask1, "Task 1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 2, NULL);

    // 创建任务2，优先级较低
    xTaskCreate(vTask2, "Task 2", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);

    // 启动调度器
    vTaskStartScheduler();

    // 如果调度器启动失败，进行错误处理
    for (;;);

    return 0;
}

三、同步点

3.1 同步点是什么

有一个事情需要多个任务协同，比如：
 任务 A：炒菜
 任务 B：买酒
 任务 C：摆台
 A、B、C 做好自己的事后，还要等别人做完；大家一起做完，才可开饭
同步点就是如果你做好了，你需要等待其他和你一起干这个事情的任务，如果没有做完就接着做，直到做完，当需要同步的任务都ok了，就进行下一步的执行，少一个没做完都不行

3.2 设置同步点

我们可以使用下面这个函数设置一个同步点：

EventBits_t xEventGroupSync(	EventGroupHandle_t xEventGroup,
									const EventBits_t uxBitsToSet,
									const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
									TickType_t xTicksToWait );

参数2为你要设置哪些事件，表示你完成了这个事件
参数3表示你要等待哪些事件完成。
当你设置的参数3事件都ok之后，他就会往下走

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总结

事件组作为FreeRTOS的一个重要特性，为嵌入式系统的开发提供了强大的事件管理机制。通过使用事件组，开发者可以轻松地实现任务之间的事件通知和同步，提高系统的灵活性和效率。在实际应用中，合理利用事件组可以简化任务之间的协作逻辑，使系统更加可靠和稳定。希望本文能够为初学者提供一个清晰的入门指南，让大家更好地利用FreeRTOS的事件组功能进行嵌入式开发。