【FreeRTOS】事件组 event group（附源码）

本文主要是介绍【FreeRTOS】事件组 event group（附源码），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

引言：事件组是一种用于同步多个任务之间的状态和行为的机制。在操作系统中，事件组通常由操作系统提供，用于实现任务间的通信和同步。
事件组通常包含一组独立的事件或标志，每个事件或标志都可以表示一种特定的状态或条件。任务可以等待事件组中的一个或多个事件被设置，也可以设置、清除或检查事件组中的事件状态。

1.事件组的概念

首先我们先用生活中的实例来举例一下什么是事件组，春游三个同学，三个同学一起出发前需要相互等待，这个出发就是与的关系，三个同学春游之后需要交报告，这个报告就是或的关系，其中一个人交即可，在FreeRTOS中，事件组event group可以解决上述的问题。

概念：事件组可以简单地认为就是一个整数：

• 的每一位表示一个事件
• 每一位事件的含义由程序员决定，比如：Bit0表示用来串口是否就绪，Bit1表示按键是否被按下
• 这些位，值为1表示事件发生了，值为0表示事件没发生
• 一个或多个任务、ISR都可以去写这些位；一个或多个任务、ISR都可以去读这些位
• 可以等待某一位、某些位中的任意一个，也可以等待多位

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

事件组的操作：

事件组和队列、信号量等不太一样，主要集中在2个地方：

1.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

2.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.事件组的函数

创建：

/* 创建一个事件组，返回它的句柄。* 此函数内部会分配事件组结构体 * 返回值: 返回句柄，非NULL表示成功*/
EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void );
/* 创建一个事件组，返回它的句柄。* 此函数无需动态分配内存，所以需要先有一个StaticEventGroup_t结构体，并传入它的指针* 返回值: 返回句柄，非NULL表示成功*/
EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic( StaticEventGroup_t * 
pxEventGroupBuffer );

删除：

/** xEventGroup: 事件组句柄，你要删除哪个事件组*/
void vEventGroupDelete( EventGroupHandle_t xEventGroup )

设置事件：

可以设置事件组的某个位、某些位，使用的函数有2个：
在任务中使用 xEventGroupSetBits()
在ISR中使用 xEventGroupSetBitsFromISR()
有一个或多个任务在等待事件，如果这些事件符合这些任务的期望，那么任务还会被唤醒。 函数原型如下：

/* 设置事件组中的位* xEventGroup: 哪个事件组* uxBitsToSet: 设置哪些位? *             如果uxBitsToSet的bitX, bitY为1, 那么事件组中的bitX, bitY被设置为1*               可以用来设置多个位，比如 0x15 就表示设置bit4, bit2, bit0* 返回值: 返回原来的事件值(没什么意义, 因为很可能已经被其他任务修改了)*/
EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToSet );
/* 设置事件组中的位* xEventGroup: 哪个事件组* uxBitsToSet: 设置哪些位? *             如果uxBitsToSet的bitX, bitY为1, 那么事件组中的bitX, bitY被设置为1*               可以用来设置多个位，比如 0x15 就表示设置bit4, bit2, bit0* pxHigherPriorityTaskWoken: 有没有导致更高优先级的任务进入就绪态? pdTRUE-有, 
pdFALSE-没有* 返回值: pdPASS-成功, pdFALSE-失败*/
BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup,const EventBits_t uxBitsToSet,BaseType_t * pxHigherPriorityTaskWoken );

值得注意的是，ISR中的函数，比如队列函数 xQueueSendToBackFromISR 、信号量函数 xSemaphoreGiveFromISR ，它们会唤醒某个任务，最多只会唤醒1个任务。
但是设置事件组时，有可能导致多个任务被唤醒，这会带来很大的不确定性。所以 xEventGroupSetBitsFromISR 函数不是直接去设置事件组，而是给一个FreeRTOS后台任务(daemon task)发送队列数据，由这个任务来设置事件组。
如果后台任务的优先级比当前被中断的任务优先级高， xEventGroupSetBitsFromISR 会设置 *pxHigherPriorityTaskWoken 为pdTRUE。
如果daemon task成功地把队列数据发送给了后台任务，那么 xEventGroupSetBitsFromISR 的返回值 就是pdPASS。

等待事件：

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

先引入一个概念：unblock condition。一个任务在等待事件发生时，它处于阻塞状态；当期望的时间 发生时，这个状态就叫"unblock condition"，非阻塞条件，或称为"非阻塞条件成立"；当"非阻塞条件成 立"后，该任务就可以变为就绪态。

3.示例：等待多个事件

要使用事件组，代码中要有如下操作：

* 1. 工程中添加event_groups.c */
/* 2. 源码中包含头文件 */
##include "event_groups.h"

假设大厨要等手下做完这些事才可以炒菜：洗菜、生火。
本程序创建3个任务：

• 任务1：洗菜
• 任务2：生火
• 任务3：炒菜。

main函数代码如下，它创建了3个任务：

int main( void )
{prvSetupHardware();/* 创建递归锁 */xEventGroup = xEventGroupCreate( );if( xEventGroup != NULL ){/* 创建3个任务: 洗菜/生火/炒菜*/xTaskCreate( vWashingTask, "Task1", 1000, NULL, 1, NULL );xTaskCreate( vFiringTask,  "Task2", 1000, NULL, 2, NULL );xTaskCreate( vCookingTask, "Task3", 1000, NULL, 3, NULL );/* 启动调度器 */vTaskStartScheduler();}else{/* 无法创建事件组 */}/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */return 0;
}

这篇关于【FreeRTOS】事件组 event group（附源码）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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