FreeRTOS从入门到精通 第十五章（事件标志组）

news2025/3/7 8:53:17

参考教程：【正点原子】手把手教你学FreeRTOS实时系统_哔哩哔哩_bilibili

一、事件标志组简介

1、概述

（1）事件标志位是一个“位”，用来表示事件是否发生。

（2）事件标志组是一组事件标志位的集合，可以简单的理解事件标志组，是一个整数。

（3）事件标志组的特点：

①每一个位与一个事件相关联，高8位除外，高8位用作存储事件标志组的控制信息。（下图所示的是32 位长度的事件标志组）

②每一位事件的含义，以及高电平和低电平分别代表什么，由用户自己决定。

③任意任务或中断都可以读写这些位。

④可以等待某一位成立，或者等待多位同时成立。

（4）一个事件组就包含了一个EventBits_t数据类型的变量，变量类型EventBits_t的定义如下所示，它实际上是一个16位或32位无符号的数据类型。

typedef TickType_t EventBits_t;
#if ( configUSE_16_BIT_TICKS == 1 )
	typedef  uint16_t  TickType_t;
#else
	typedef  uint32_t  TickType_t;
#endif
#define  configUSE_16_BIT_TICKS    0

（5）事件标志组与队列、信号量的区别：

功能

唤醒对象

事件清除

队列、信号量

事件发生时，只会唤醒一个任务

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

事件标志组

事件发生时，会唤醒所有符合条件的任务，可以理解为“广播”的作用

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

2、事件标志组相关API函数介绍

（1）事件标志组相关API函数概览：

函数

描述

xEventGroupCreate()

使用动态方式创建事件标志组

xEventGroupCreateStatic()

使用静态方式创建事件标志组

xEventGroupClearBits()

清零事件标志位

xEventGroupClearBitsFromISR()

在中断中清零事件标志位

xEventGroupSetBits()

设置事件标志位

xEventGroupSetBitsFromISR()

在中断中设置事件标志位

xEventGroupWaitBits()

等待事件标志位

xEventGroupSync()

设置事件标志位，并等待另一个事件标志位【A事件完成，同时还要等待B事件发生】

（2）xEventGroupCreate函数：

①函数定义：

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate
(
    void
)

②返回值：

返回值

描述

NULL 

事件标志组创建失败

其它值 

事件标志组创建成功，返回其句柄

（3）xEventGroupClearBits函数：

①函数定义：

EventBits_t  xEventGroupClearBits
(
    EventGroupHandle_t 	xEventGroup,
	const EventBits_t 		uxBitsToClear
)

②函数参数：

形参

描述

xEventGroup 

待操作的事件标志组句柄

uxBitsToSet 

待清零的事件标志位

③返回值：

返回值

描述

整数 

清零事件标志位之前事件组中事件标志位的值

（4）xEventGroupSetBits函数：

①函数定义：

EventBits_t  xEventGroupSetBits
(
    EventGroupHandle_t 	xEventGroup,
	const EventBits_t 		uxBitsToClear
)

②函数参数：

形参

描述

xEventGroup 

待操作的事件标志组句柄

uxBitsToSet 

待设置的事件标志位

③返回值：

返回值

描述

整数 

函数返回时，事件组中的事件标志位值

（5）xEventGroupWaitBits函数：

①函数定义：

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

②函数参数：

形参

描述

xEvenrGroup

等待的事件标志组句柄

uxBitsToWaitFor

等待的事件标志位，可以用逻辑或等待多个事件标志位

xClearOnExit

成功等待到事件标志位后，清除事件组中对应的事件标志位，

pdTRUE  ：清除uxBitsToWaitFor指定位；

pdFALSE：不清除

xWaitForAllBits

等待 uxBitsToWaitFor 中的所有事件标志位（逻辑与）

pdTRUE：等待的位，全部为1

pdFALSE：等待的位，某个为1

xTicksToWait

等待的阻塞时间

③返回值：

返回值

描述

等待的事件标志位值 

等待事件标志位成功，返回等待到的事件标志位

其它值 

等待事件标志位失败，返回事件组中的事件标志位

（6）xEventGroupSync函数：

①函数定义：

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

②函数参数：

形参

描述

xEventGroup 

等待事件标志所在事件组

uxBitsToSet 

达到同步点后，要设置的事件标志

uxBitsToWaitFor 

等待的事件标志

xTicksToWait 

等待的阻塞时间

③返回值：

返回值

描述

等待的事件标志位值 

等待事件标志位成功，返回等待到的事件标志位

其它值 

等待事件标志位失败，返回事件组中的事件标志位

二、事件标志组实验

1、原理图与实验目标

（1）原理图（串口外设的接法与列表项的插入和删除实验相同，下图未示出）：

（2）实验目标：

①设计3个任务——start_task、task1、task2：

[1]start_task：用于创建其它三个任务，并创建事件标志组。

[2]task1：读取按键按下键值，根据不同键值将事件标志组相应事件位置1，模拟事件发生（按下某个按键，对应的标志位置1）。

[3]task2：同时等待事件标志组中的多个事件位，当这些事件位都置1的话就执行相应的处理（串口打印信息），同时清除标志位。

②预期实验现象：

[1]程序下载到板子上后，暂时没有任何现象。

[2]按下相关按键，串口会输出相应的信息。

2、实验步骤

（1）将“队列集操作实验”的工程文件夹复制一份，在拷贝版中进行实验。

（2）更改FreeRTOS_experiment.c文件的内容，如下所示。

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "Serial.h"
#include "queue.h"
#include "semphr.h"
#include "event_groups.h"

//宏定义
#define START_TASK_STACK_SIZE 128   //start_task任务的堆栈大小
#define START_TASK_PRIO       1     //start_task任务的优先级
#define TASK1_STACK_SIZE      128   //task1任务的堆栈大小
#define TASK1_PRIO            2     //task1任务的优先级
#define TASK2_STACK_SIZE      128   //task2任务的堆栈大小
#define TASK2_PRIO            3     //task2任务的优先级

#define EVENTBIT_0  (1 << 0)  //用该宏时表示希望事件标志组的bit0位置为1
#define EVENTBIT_1  (1 << 1)  //用该宏时表示希望事件标志组的bit1位置为1

EventGroupHandle_t  eventgroup_handle;   //定义事件标志组句柄

//任务函数声明
void start_task(void);
void task1(void);
void task2(void);

//任务句柄
TaskHandle_t start_task_handler;    //start_task任务的句柄
TaskHandle_t task1_handler;         //task1任务的句柄
TaskHandle_t task2_handler;         //task2任务的句柄

QueueSetHandle_t queueset_handle;

void FreeRTOS_Test(void)
{
	//创建任务start_task
	xTaskCreate((TaskFunction_t)start_task,            //指向任务函数的指针
				"start_task",                       //任务名字
				START_TASK_STACK_SIZE,       //任务堆栈大小，单位为字
				NULL,                          //传递给任务函数的参数
				START_TASK_PRIO,              //任务优先级
				(TaskHandle_t *) &start_task_handler  //任务句柄，就是任务的任务控制块
				);
	
	//开启任务调度器
	vTaskStartScheduler();
}

void start_task(void)
{
	taskENTER_CRITICAL();
    eventgroup_handle = xEventGroupCreate();         //创建事件标志组
    if(eventgroup_handle != NULL)
    {
        Serial_Printf("事件标志组创建成功！！\r\n");
    }
    
    xTaskCreate((TaskFunction_t)                  task1,
                (char *)                        "task1",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE)    TASK1_STACK_SIZE,
                (void *)                        NULL,
                (UBaseType_t)                  TASK1_PRIO,
                (TaskHandle_t *)                &task1_handler );
                
    xTaskCreate((TaskFunction_t)                  task2,
                (char *)                        "task2",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE)    TASK2_STACK_SIZE,
                (void *)                        NULL,
                (UBaseType_t)                  TASK2_PRIO,
                (TaskHandle_t *)                &task2_handler );
                             
    vTaskDelete(NULL);
    taskEXIT_CRITICAL();
}

void task1(void)
{
    uint8_t key = 0;
    while(1) 
    {
        key = Key_GetNum();
        if(key == 1)
        {
            //将事件标志组的bit0位置1
            xEventGroupSetBits(eventgroup_handle, EVENTBIT_0);
        }
		else if(key == 2)
        {
            //将事件标志组的bit1位置1
            xEventGroupSetBits(eventgroup_handle, EVENTBIT_1);
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}

void task2(void)
{
    EventBits_t event_bit = 0;
    while(1)
    {
        event_bit = xEventGroupWaitBits(eventgroup_handle,         //事件标志组句柄
                EVENTBIT_0 | EVENTBIT_1,  //等待事件标志组的bit0和bit1位均置1
                pdTRUE,      //等待到事件标志位后，清除事件标志组的bit0和bit1位
                pdTRUE,      //等待事件标志组的bit0和bit1位都置1,就成立
                portMAX_DELAY );           //死等
        Serial_Printf("等待到的事件标志位值为：%#x\r\n",event_bit);
    }
}

（3）程序完善好后点击“编译”，然后将程序下载到开发板上，打开串口助手分析信息。

3、程序执行流程

（1）main函数全流程：

①初始化串口模块。

②调用FreeRTOS_Test函数。

（2）测试函数全流程：

①创建任务start_task。

②开启任务调度器。

（3）多任务调度执行阶段较为简单，这里不再赘述。

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