系列文章目录

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任务通知
任务通知值和通知状态
- 任务通知值
- 通知状态
任务通知API函数
- 发送通知函数
- 接收通知函数
实验测试
- 模拟二值信号量实验
- 模拟计数型信号量
- 模拟事件标志组实验
- 模拟消息邮箱实验

任务通知

任务通知：用来通知任务的，任务控制块中的结构体成员变量 ulNotifiedValue就是这个通知值。
（相比队列、信号量和事件标志组，内存消耗比较小，不需要创建）

更新方式：
可以覆盖或不覆盖接收任务的通知值
更新接受任务通知值的一个或多个bit
增加接收任务的通知值

优势：
效率更高，比队列、信号量和事件标志组速度更快
使用内存更小，无需额外创建结构体
劣势：
无法发送数据给ISR，但ISR可以发送数据给任务
无法广播给多个任务：任务通知只能指定一个任务接收处理
无法缓存多个数据：结构体中只有一个任务通知值，只能保存一个数据
发送受阻不支持阻塞：发送方无法进入阻塞状态

任务通知值和通知状态

任务通知值

任务都有一个结构体：任务控制块TCB，它里边有两个结构体成员变量

typedef  struct  tskTaskControlBlock 
{
	… …
    	#if ( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS  ==  1 )
        	volatile  uint32_t  ulNotifiedValue [ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
        	volatile  uint8_t   ucNotifyState [ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
    	endif
	… …
} tskTCB;
#define  configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES	1  	/* 定义任务通知数组的大小, 默认: 1 */

一个是 uint32_t 类型，用来表示通知值
一个是 uint8_t 类型，用来表示通知状态

任务通知值更新方式：
1.计数值：数值累加，类似信号量
2.相应位置1，类似事件标志组
3.任意数值支持覆写和不覆写，类似队列

通知状态

#define	taskNOT_WAITING_NOTIFICATION  	( ( uint8_t ) 0 )		 /* 任务未等待通知 */
#define 	taskWAITING_NOTIFICATION		( ( uint8_t ) 1 )		 /* 任务在等待通知 */
#define 	taskNOTIFICATION_RECEIVED                 	( ( uint8_t ) 2 )		 /* 任务在等待接收 */

任务未等待通知：任务通知的默认初始化，什么都不管
等待通知：接收方已经准备好了（调用了接收任务通知函数），等待发送方给个通知
等待接收：发送方已经发送出去（调用了发送任务通知函数），等待接收方接收

任务通知API函数

分为发送通知和接收通知两种

发送可以在任务或中断服务函数中，接收只能用在任务中。

发送通知函数

函数	描述
xTaskNotify()	发送通知，带有通知值（事件标志组）
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（信号量）
xTaskNotifyFromISR()	在中断中发送任务通知
xTaskNotifyAndQueryFromISR()	在中断中发送任务通知
vTaskNotifyGiveFromISR()	在中断中发送任务通知

详细内容：发送通知的函数：

#define   	xTaskNotifyAndQuery( xTaskToNotify ,  ulValue ,  eAction ,  pulPreviousNotifyValue  )	\ 
		    xTaskGenericNotify( ( xTaskToNotify ), 
					  ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ), 
					  ( ulValue ), 
					  ( eAction ),
					  ( pulPreviousNotifyValue ) )

#define	xTaskNotify  (  xTaskToNotify ,  ulValue ,  eAction  ) 							\   
 		xTaskGenericNotify( (xTaskToNotify) , (tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY) , (ulValue) , (eAction) , NULL )
 		
#define 	xTaskNotifyGive(  xTaskToNotify  )									 \   
		xTaskGenericNotify(  ( xTaskToNotify ) ,  ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ) ,  ( 0 ) ,   eIncrement ,  NULL )

看到其核心函数都是xTaskGenericNotify()

BaseType_t	 xTaskGenericNotify(  TaskHandle_t 	xTaskToNotify,
                       			   UBaseType_t 	uxIndexToNotify,
                       			    uint32_t 		ulValue,
                       			    eNotifyAction 	eAction,
                      			    uint32_t * 		pulPreviousNotificationValue  )

形参	描述
xTaskToNotify	接收任务通知的任务句柄
uxIndexToNotify	任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
ulValue	任务通知值
eAction	通知方式（通知值更新方式）
pulPreviousNotificationValue	用于保存更新前的任务通知值（为NULL则不保存）

任务通知方式：

typedef  enum
{    
	eNoAction = 0, 			/* 无操作 */
	eSetBits				/* 更新指定bit */
	eIncrement				/* 通知值加一 */
 	eSetValueWithOverwrite		/* 覆写的方式更新通知值 */
	eSetValueWithoutOverwrite	/* 不覆写通知值 */
} eNotifyAction;

接收通知函数

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

ulTaskNotifyTake在将任务通知用作信号量的时候
xTaskNotifyWait在将任务通知用作事件标志组或者队列的时候

1.ulTaskNotifyTake

#define ulTaskNotifyTake( xClearCountOnExit , xTicksToWait ) 			\
ulTaskGenericNotifyTake( ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ),( xClearCountOnExit ), (xTicksToWait ) )

用于接收任务通知值，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。（信号量）

形参	描述
uxIndexToWaitOn	任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
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；pdFALSE：把通知值减一
xTicksToWait	阻塞等待任务通知值的最大时间

返回值	描述
0	接收失败
非0	接收成功，返回任务的通知值

2.xTaskNotifyWait

#define xTaskNotifyWait(ulBitsToClearOnEntry, ulBitsToClearOnExit, pulNotificationValue, xTicksToWait) \
xTaskGenericNotifyWait( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY,( ulBitsToClearOnEntry ), ( ulBitsToClearOnExit ), ( pulNotificationValue ), ( xTicksToWait )

用于获取通知值和清除通知值的指定位值，适用于模拟队列和事件标志组，使用该函数来获取任务通知。

BaseType_t  xTaskGenericNotifyWait( UBaseType_t uxIndexToWaitOn,
									uint32_t ulBitsToClearOnEntry,
									uint32_t ulBitsToClearOnExit,
									uint32_t * pulNotificationValue,
									TickType_t xTicksToWait	);

形参	描述
uxIndexToWaitOn	任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
ulBitesToClearOnEntry	等待前清零指定任务通知值的比特位（旧值对应bit清0），将需要清零的位置1：例如0x01
ulBitesToClearOnExit	成功等待后清零指定的任务通知值比特位（新值对应bit清0）
pulNotificationValue	用来取出通知值（如果不需要取出，可设为NULL）
xTicksToWait	阻塞等待任务通知值的最大时间

返回值	描述
pdTRUE	等待任务通知成功
pdFALSE	等待任务通知失败

实验测试

模拟二值信号量实验

开始任务：创建任务1和任务2
任务1完成任务通知的功能
任务2完成接收任务通知，并且打印相关提示信息

void task1( void * pvParameters )
{
    while(1) 
    {
		printf("任务通知模拟二值信号量释放！\r\n");
		xTaskNotifyGive(task2_handler);
        vTaskDelay(20);
    }
}

void task2( void * pvParameters )
{
	uint32_t rev = 0;
    while(1)
    {
		 rev = ulTaskNotifyTake(pdTRUE , portMAX_DELAY);
        if(rev != 0)
        {
            printf("接收任务通知成功，模拟获取二值信号量！\r\n");
        }
    }
}

在这里插入图片描述

模拟计数型信号量

计数型信号量和二值信号量没啥区别，就是多次进行了任务通知，采用pdTRUE的形参在接收任务通知的时候，将通知值全部清空。

开始任务：创建任务1和任务2
任务1完成任务通知（计数型信号量不断累计）的功能
任务2完成接收任务通知，并且打印相关提示信息

void task1( void * pvParameters )
{
    while(1) 
    {
		printf("任务通知模拟计数型信号量释放！\r\n");
		xTaskNotifyGive(task2_handler);
        vTaskDelay(20);
    }
}

void task2( void * pvParameters )
{
	uint32_t rev = 0;
    while(1)
    {
		 rev = ulTaskNotifyTake(pdTRUE , portMAX_DELAY);
        if(rev != 0)
        {
            printf("rev：%d\r\n",rev);
        }
		vTaskDelay(1000);
    }
}

在这里插入图片描述

模拟事件标志组实验

开始任务：创建任务1和任务2
任务1完成任务通知，设置不同标志位
任务2完成接收任务通知，并且打印相关提示信息

#define EVENTBIT_0  (1 << 0)
#define EVENTBIT_1  (1 << 1)
 
void task1( void * pvParameters )
{
    while(1) 
    {
		printf("将bit0位置1\r\n");
		xTaskNotify( task2_handler, EVENTBIT_0, eSetBits );//模拟事件标志组，eSetBits代表更新指定bit的更新方式
		printf("将bit1位置1\r\n");
		xTaskNotify( task2_handler, EVENTBIT_1, eSetBits );
		vTaskDelay(10);
    }
}

void task2( void * pvParameters )
{
	 uint32_t notify_val = 0,event_bit = 0;
    while(1)
    {
		 xTaskNotifyWait( 0, 0xFFFFFFFF, &notify_val, portMAX_DELAY ); //成功等待后清零，因为通知值是32位，所以是0xFFFFFFFF
        if(notify_val & EVENTBIT_0)
        {
            event_bit |= EVENTBIT_0;
        }
        if(notify_val & EVENTBIT_1)
        {
            event_bit |= EVENTBIT_1;
        }
        if(event_bit == (EVENTBIT_0|EVENTBIT_1))
        {
            printf("任务通知模拟事件标志组接收成功！！\r\n");
            event_bit = 0;
        }
		
    }
}

在这里插入图片描述

模拟消息邮箱实验

开始任务：创建任务1和任务2
任务1完成任务通知，发送给指定任务
任务2完成接收任务通知，根据接收到数据完成信息打印

void task1( void * pvParameters )
{
	uint8_t key = 6;
    while(1) 
    {
		if(task2_handler != NULL)
		{
		printf("任务通知模拟消息邮箱发送，发送的键值为：%d\r\n",key);
		xTaskNotify( task2_handler, key, eSetValueWithOverwrite );
		}
		vTaskDelay(10);
    }
}

void task2( void * pvParameters )
{
	uint32_t noyify_val = 0;
    while(1)
    {
		xTaskNotifyWait( 0, 0xFFFFFFFF, &noyify_val, portMAX_DELAY );
		 printf("接收到的通知值为：%d\r\n",noyify_val);
    }
}