FreeRTOS_事件标志组

FreeRTOS事件标志组

事件标志组简介

1. 事件位(事件标志)

事件位用于表明某个事件是否发生，事件位通常用作事件标志，比如下面的几个例子：

　　当收到一条消息并且把这条消息处理掉以后就可以将某个位(标志)置1，当队列中没有消息需要处理的时候就可以将这个位(标志)置0。

　　当把队列中的消息通过网络发送输出以后就可以将某个位(标志)置1，当没有数据需要从网络发送出去的话就将这个位(标志)置0。

　　现在需要向网络中发送一个心跳信息，将某个位(标志)置1。现在不需要项网络中发送心跳信息，这个位(标志)置0。

2. 事件组

一个事件组就是一组的事件位，事件组中的事件位通过位编号来访问，同样，以上面列出的三个例子为例：

　　事件标志组bit0 表示队列中的消息是否处理掉。

　　事件标志组bit1 表示是否有纤细需要从网络中发送出去。

　　事件标志组bit2 表示现在是否需要向网路发送心跳信息。

3. 事件标志组和事件位的数据类型

　　事件标志组的数据类型为 EventBits_t，当configUSE_16_BIT_TICKS为1的时候，事件标志组可以存储8个事件位，当configUSE_16_BIT_TICKS为0的时候，事件标志组存储24个事件位。

　　事件标志组中所有事件位都存储在一个无符号的EventBits_t类型的变量中，EventBits_t在event_groups.h中有如下定义：

typedef TickType_t EventBits_t;

　　数据类型TickType_t在文件portmacro.h中有如下定义：

#if( configUSE_16_BIT_TICKS == 1 )
    typedef uint16_t TickType_t;
    #define portMAX_DELAY ( TickType_t ) 0xffff
#else
    typedef uint32_t TickType_t;
    #define portMAX_DELAY ( TickType_t ) 0xffffffffUL
 
    /* 32-bit tick type on a 32-bit architecture, so reads of the tick count do
    not need to be guarded with a critical section. */
    #define portTICK_TYPE_IS_ATOMIC 1
#endif

　　可以看出当 configUSE_16_BIT_TICKS 为0的时候，TickType_t是个32位的数据类型，因此EventBits_t也是个32位的数据类型。EventBits_t类型的变量可以存储24个事件位，另外的那高8位有其他用。事件位0存放在这个变量的bit0上，变量的bit1就是事件位1，以此类推。对于STM32来说，一个事件标志组最多可以存储24个事件位，如下图：

创建事件标志组

　　FreeRTOS提供了两个用于创建事件标志组的函数：

函数	描述
xEventGroupCreate()	使用动态方法创建事件标志组
xEventGroupCreateStatic()	使用静态方法创建事件标志组

1. 函数 xEventGroupCreate()

　　此函数用于创建一个时间标志组，锁需要的内存通过动态内存管理方法分配。由于内部处理的原因，事件标志组可用的bit数取决于configUSE_16_BIT_TICKS，当configUSE_16_BIT_TICKS为1的时候，事件标志组有8个可用的位(bit0~bit7)，当configUSE_16_BIT_TICKS为0的时候，时间标志组有24个可用的位(bit0~bit23)。EventBits_t类型的变量用来存储事件标志组中的各个事件位，函数原型如下：

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void )

参数：

　　无。

返回值：

　　NULL：事件标志组创建失败。

　　其他值：创建成功的事件标志组句柄。

2. 函数xEventGroupCreateStatic()

此函数用于创建一个事件标志组，所需要的内存需要用于自行分配，此函数原型如下：

EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic( StaticEventGroup_t *pxEventGroupBuffer )

参数：

　　pxEventGroupBuffer：参数指向一个StaticEventGroup_t类型的变量，用来保存时间组结构体。

返回值：

　　NULL：事件标志组创建失败。

　　其他值：创建成功的事件标志组句柄。

设置事件位

　　FreeRTOS提供了4个函数用来设置事件标志组中事件位(标志),事件位的设置包括清零和置1两种操作：

函数	描述
xEventGroupClearBits()	将指定的事件位清零，用在任务中。
xEventGroupClearBitsFromISR()	将指定的事件位清零，用在中断服务函数中。
xEventGroupSetBits()	将指定的事件位置1，用在任务中。
xEventGroupSetBitsFromISR()	将指定的事件位置1，用在中断服务函数中。

1. 函数 xEventGroupClearBits()

　　将事件标志组中指定事件位清零，此函数只能用在任务中，不能用在中断服务函数中，中断服务函数中有其他的API函数。函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupClearBits( EventGroupHandle_t xEventGroup, 
                                  const EventBits_t uxBitsToClear )

参数：

　　xEventGroup：要操作的事件标志组的句柄。

　　uxBitsToClear：要清零的事件位，比如要清除bit3的话就设置为0x08。可以同时清除多个bit，如设置0x09的话就是同时清除bit3和bit0。

返回值：

　　任何值：将指定事件位清零之前的事件组值。

2. 函数xEventGroupClearBitsFromISR()

　　此函数为xEventGroupClearBits()的中断级版本，也是将指定的事件位(标志)清零。此函数用在中断服务函数中，函数原型如下：

BaseType_t xEventGroupClearBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup, 
                                        const EventBits_t uxBitsToSet ) 

参数：

　　xEventGroup：要操作的事件标志组的句柄。

　　uxBitsToClear：要清零的事件位，比如要清除bit3的话就设置为0x08。可以同时清除多个bit，如设置0x09的话就是同时清除bit3和bit0。

返回值：

　　pdPASS：事件位清零成功。

　　pdFALSE：事件位清零失败。

3. 函数 xEventGroupSetBits()

　　设置指定的事件位为1，此函数只能用在任务中，不能用于中断服务函数。此函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup, 
                                const EventBits_t uxBitsToSet )

参数：

　　xEventGroup：要操作的事件标志组句柄。

　　uxBitsToSet：指定要置1的事件位，比如要将bit3 置1的话就设置为0x08。可以同时将多个bit置1，如设置为0x09的话就是同时将bit3和bit0置1。

返回值：

　　任何值：在将指定事件位置1后的事件组值。

3. 函数xEventGroupSetBitsFromISR()

　　此函数也用于将指定事件位置1，此函数是xEventGroupSetBits()的中断版本，用在中断服务函数中，函数原型如下：

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

参数：

　　xEventGroup：要操作的事件标志组的句柄。

　　uxBitsToClear：指定要置1的事件位，比如要将bit3置1的话就设置0x08。可以同时将多个bit置1，如设置为0x09的话就是同时将bit3和bit0置1。

　　pxHigherPriorityTaskWoken：标记退出此函数以后是否进行任务切换。这个变量的值，函数会自动设置，用户不用进行设置，用户只需要提供一个变量来保存这个值就行了。当此值为pdTRUE的时候在退出中断服务函数之前一定要进行一次任务切换。

返回值：

　　pdPASS：事件位置1成功。

　　pdFALSE：事件位置1失败。

获取事件标志组值

　　我们可以通过FreeRTOS提供的API函数来查询事件标志组值。FreeRTOS一共提供了两个这样的API函数。

函数	描述
xEventGroupGetBits()	获取当前事件标志组的值(各个事件位的值)，用在任务中
xEventGroupGetBitsFromISR()	获取当前事件标志组的值，用在中断服务函数中。

1. 函数xEventGroupGetBits()

　　此函数用于获取当前事件标志组的值，也就是各个事件位的值。此函数用在任务中，不能用在中断服务函数中。此函数是个宏，真正执行的事函数xEventGroupClearBits(），函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupGetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup )

参数：

　　xEventGroup：要获取的事件标志组的句柄。

返回值：

　　任何值：当前时间标志组的值。

2. 函数xEventGroupGetBitsFromISR()

　　获取当前事件标志组的值，此函数是xEventGroupGetBits()的中断版本，函数原型如下：

EventBits_t xEventGroupGetBitsFromISR( EventGroupHandle_t xEventGroup )

参数：

　　xEventGroup：要获取的事件标志组的句柄。

返回值：

　　任何值：当前事件标志组的值。

等待指定的事件位

　　某个任务可能需要与多个事件进行同步，那么这个任务就需要等待并判断多个事件位(标志)，使用函数 xEventGroupWaitBits()可以完成这个功能。调用函数以后如果任务要等待的事件位还没有准备好(置1或清零)的话任务就会进入阻塞态，直到阻塞时间达到或者所等待的事件位准备好。函数原型如下：

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

参数：

　　xEventGroup：指定要等待的事件标志组。

　　uxBitsToWaitFor：指定要等待的事件位，比如要等待bit0和(或)bit2的时候，此参数就是0x05，如果要等待bit0和(或)bit1和(或)bit2的时候此函数就是0x07，以此类推。

　　xClearOnExit：此参数要是pdTRUE的话，那么在退出此函数之前有由参数uxBitsToWaitFor所设置的这些事件位就会清零。如果设置为pdFALSE的话这些事件位就不会改变。

　　xWaitForAllBits：此参数如果设置为pdTRUE的话，当uxBitsToWaitFor所设置的这些事件位都置1，或者指定的阻塞时间到的时候函数xEventGroupWaitBits()才会返回。当此参数为pdFALSE的话，只要uxBitsToWaitFor所设置的这些事件位其中的任意一个置1，或者指定的阻塞时间到的话函数xEventGroupWaitBits()就会返回。

　　xTicksToWait：设置阻塞时间，单位为节拍数。

返回值：

　　任何值：返回当所等待的事件位置1以后的事件标志组的值，或者阻塞时间到。根据这个值我们就知道哪些事件位置1了。如果函数因为阻塞时间到而返回的话，那么这个返回值就不代表任何的含义。

事件标志组实验

创建事件标志组、将相应的事件位置1、等待相应事件位置1的操作。

实验设置三个任务：start_task、eventsetbit_task、eventgroup_task。

start_task：用来创建其他两个任务，创建时间标志组。

eventsetbit_task：通过不同按键值，将事件标志组中相应事件位置1。

eventgroup_task：等待事件标志组中的事件位，当这些事件位都置1，执行相应的处理。

EventGroupHandler：创建的事件标志组句柄。使用事件标志组的事件位：bit0 bit1 bit2

任务分配：

//任务优先级
#define START_TASK_PRIO        1
//任务堆栈大小
#define START_STK_SIZE         128
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);
 
//任务优先级
#define EVENTSETBIT_TASK_PRIO        2
//任务堆栈大小
#define EVENTSETBIT_STK_SIZE         50
//任务句柄
TaskHandle_t EventSetbitTask_Handler;
//任务函数
void eventsetbit_task(void *pvParameters);
 
//任务优先级
#define EVENTGROUP_TASK_PRIO        3
//任务堆栈大小
#define EVENTGROUP_STK_SIZE         50
//任务句柄
TaskHandle_t EventGroupTask_Handler;
//任务函数
void eventgroup_task(void *pvParameters);
 
EventGroupHandle_t EventGroupHandle;    // 事件标志组句柄
 
// 定义事件位
#define BIT_0    (1<<0)
#define BIT_1    (1<<1)
#define BIT_2    (1<<2)

main() 函数：

int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
    delay_init();                        //延时函数初始化
    uart_init();                    //初始化串口
    LED_Init();                              //初始化LED
    KEY_Init();                            // 初始化按键
 
    //创建开始任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}

任务函数：

//开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
 
    EventGroupHandle =  xEventGroupCreate();            // 创建事件标志组
    if(EventGroupHandle == NULL)
    {
        printf("EventGroup Create Failed!\r\n");
    }
 
    //创建eventsetbit任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )eventsetbit_task,
                (const char*    )"eventsetbit_task",
                (uint16_t       )EVENTSETBIT_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )EVENTSETBIT_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&EventSetbitTask_Handler);
    //创建eventgroup任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )eventgroup_task,
                (const char*    )"eventgroup_task",
                (uint16_t       )EVENTGROUP_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )EVENTGROUP_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&EventGroupTask_Handler);
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}
 
//eventsetbit_task任务函数
void eventsetbit_task(void *pvParameters)
{
    u8 key = ;
 
    while()
    {
        key = KEY_Scan();
        switch(key)
        {
            case KEY1_PRES:
                if(EventGroupHandle != NULL)
                {
                    xEventGroupSetBits(EventGroupHandle,BIT_0);    // 设置事件标志组 BIT_0 置1
                }
                break;
            case KEY2_PRES:
                if(EventGroupHandle != NULL)
                {
                    xEventGroupSetBits(EventGroupHandle,BIT_1);    // 设置事件标志组 BIT_0 置1
                }
                break;
        }
        vTaskDelay();
    }
}   
 
//eventgroup_task任务函数
void eventgroup_task(void *pvParameters)
{
    EventBits_t EventBitsVal = ;
 
    while()
    {
        if(EventGroupHandle != NULL)
        {
            EventBitsVal = xEventGroupWaitBits(
                                                EventGroupHandle,        // 要等待的事件标志组
                                                (BIT_0|BIT_1),            // 等待的事件位
                                                pdTRUE,                    // 清零
                                                pdFALSE,                // 只要事件位其一得到就退出
                                                portMAX_DELAY );        // 死等
 
            printf("EventBitsVal = %#x\r\n",EventBitsVal);
        }else{
            vTaskDelay();
        }
 
    }
}

运行结果：

按下KEY1，输出 EventBitsVal = 0x1

按下KEY2，输出  EventBitsVal = 0x2