freeRTOS中还有一种可以用于任务之间同步的手段 — 事件标志组。
假如在项目中,有些任务或者动作需要等到某种条件成立的时候才能被执行,不成立的时候不执行,这种情况就可以考虑使用事件标志组。设定一个事件标志,在项目运行过程中监控某种条件是否成立,如果条件成立了就设置这个事件标志位,另外一个地方如果发现这个标志位有效了,就执行这个任务或者动作,完成这个同步的过程。
0、事件标志组的配置 & 原理
FreeRTOS 中事件标志的实现,是在 FreeRTOSConfig.h 文件中配置的,如下:
1)选择 8 个可用的事件标志组
配置宏定义 configUSE_16_BIT_TICKS 为 1 时,每创建一个事件标志组,用户可以使用的事件标志是 8 个。
2)选择 24 个可用的事件标志组
配置宏定义 configUSE_16_BIT_TICKS 为 0 时,每创建一个事件标志组,用户可以使用的事件标志是 24 个。
上面说的 8 个和 24 个事件标志是怎么回事呢?
首选看看宏 configUSE_16_BIT_TICKS ** 定义了之后做了些什么吧?在文件portmacro.h** 有这么一段代码:
typedef uint16_t TickType_t;
typedef uint32_t TickType_t;
/* 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. */
注意这个 TickType_t 这个类型重声明!!!
以及下面这个类型重定义:
typedef TickType_t EventBits_t;
再看时间标志组的结构体:
typedef struct xEventGroupDefinition
{
EventBits_t uxEventBits; // 看这个、看这个、看这个!!!嘿嘿!!!
List_t xTasksWaitingForBits; /*< List of tasks waiting for a bit to be set. */
UBaseType_t uxEventGroupNumber;
} EventGroup_t;
注意看 EventBits_t uxEventBits;
最后看时间标志组的创建过程,代码如下:
EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void )
{
EventGroup_t *pxEventBits;
pxEventBits = ( EventGroup_t * ) pvPortMalloc( sizeof( EventGroup_t ) );
if( pxEventBits != NULL )
{
pxEventBits->uxEventBits = 0; // 记得看我、记得看我、记得看我!!!嘻嘻!!
vListInitialise( &( pxEventBits->xTasksWaitingForBits ) );
traceEVENT_GROUP_CREATE( pxEventBits );
}
else
{
traceEVENT_GROUP_CREATE_FAILED();
}
return ( EventGroupHandle_t ) pxEventBits;
}
看上面代码的 pxEventBits->uxEventBits = 0; 应该就明白了吧!!!
其实freeRTOS的事件标志组的实现原理就是定义了一个变量,如果是 16 位变量,就仅使用了低 8bit ;如果定义了一个 32 位变量,就仅使用了低 24bit。
每一个 bit 用 0 和 1 两种状态来代表事件标志。
2、事件标志组的API管理函数
2.1、事件标志组的创建
函数原型:
EventGroupHandle_t xEventGroupCreate( void );
函数描述:
函数 xEventGroupCreate 用于创建事件标志组。
返回值,如果创建成功,此函数返回事件标志组的句柄,失败会返回 NULL。
2.2、事件标志组的位设置
(1)在任务中设置
函数原型:
EventBits_t xEventGroupSetBits( EventGroupHandle_t xEventGroup, /* 事件标志组句柄 */
const EventBits_t uxBitsToSet ); /* 事件标志位设置 */
函数描述:
函数 xEventGroupSetBits 用于设置指定的事件标志位为 1。
第 1 个参数是事件标志组句柄。
第 2 个参数表示 24 个可设置的事件标志位,EventBits_t 是定义的 32 位变量,低 24 位用于事件标志设置。变量 uxBitsToSet 的低 24 位的某个位设置为 1,那么被设置的 事件标志组的相应位就设置为 1。变量 uxBitsToSet 设置为 0 的位对事件标志相应位没有影响。比 如设置变量 uxBitsToSet = 0x0003 就表示将事件标志的位 0 和位 1 设置为1,其余位没有变化。
返回当前的事件标志组数值。
(2)在中断中设置
函数原型:
BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR(
EventGroupHandle_t xEventGroup, /* 事件标志组句柄 */
const EventBits_t uxBitsToSet, /* 事件标志位设置 */
BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken ); /* 高优先级任务是否被唤醒的状态保存 */
函数描述:
函数 xEventGroupSetBits 用于设置指定的事件标志位为 1。
第 1 个参数是事件标志组句柄。
第 2 个参数表示 24 个可设置的事件标志位,EventBits_t 是定义的 32 位变量,低 24 位用于事件标志设置。变量 uxBitsToSet 的低 24 位的某个位设置为 1,那么被设置的 事件标志组的相应位就设置为 1。变量 uxBitsToSet 设置为 0 的位对事件标志相应位没有影响。比 如设置变量 uxBitsToSet = 0x0003 就表示将事件标志的位 0 和位 1 设置为 1,其余位没有变化。
第3个参数用于保存是否有高优先级任务准备就绪。如果函数执行完毕后,此参数的数值是pdTRUE, 说明有高优先级任务要执行,否则没有。
返回值,如果消息成功发送给 daemon 任务(就是 FreeRTOS 的定时器任务)返回 pdPASS,否则 返回 pdFAIL,另外 daemon 任务中的消息队列满了也会返回 pdFAIL。
使用前一定要保证事件标志已经通过函数 xEventGroupCreate 创建了。同时要在 FreeRTOSConfig.h 文件中使能如下三个宏定义:
3、事件标志组的位清除
(1)在任务中设置
EventBits_t xEventGroupClearBits(
EventGroupHandle_t xEventGroup,
const EventBits_t uxBitsToClear );
函数描述:
xEventGroup:需要操作的事件标志组;
uxBitsToClear:要清零的事件位,比如要清楚bit2就设置为0x04。
返回值:将指定事件位清零之前的事件组值。
(2)在中断中设置
BaseType_t xEventGroupClearBitsFromISR(
EventGroupHandle_t xEventGroup,
const EventBits_t uxBitsToClear );
xEventGroup:需要操作的事件标志组;
uxBitsToClear:要清零的事件位,比如要清楚bit2就设置为0x04。
返回值:将指定事件位清零之前的事件组值。
4、等待时间标志组中的指定位被设置
(1)在任务中等待
函数原型:
EventBits_t xEventGroupWaitBits(
const EventGroupHandle_t xEventGroup, /* 事件标志组句柄 */
const EventBits_t uxBitsToWaitFor, /* 等待被设置的事件标志位 */
const BaseType_t xClearOnExit, /* 选择是否清零被置位的事件标志位 */
const BaseType_t xWaitForAllBits, /* 选择是否等待所有标志位都被设置 */
TickType_t xTicksToWait ); /* 设置等待时间 */
函数描述:
函数 xEventGroupWaitBits 等待事件标志被设置。
第 1 个参数是事件标志组句柄。
第 2 个参数表示等待 24 个事件标志位中的指定标志,EventBits_t 是定义的 32 位变量,低 24 位用于事件标志设置。比如设置变量 uxBitsToWaitFor = 0x0003 就表示等待事 件标志的位 0 和位 1 设置为 1。 此参数切不可设置为 0 。
第 3 个参数选择是否清除已经被置位的事件标志,如果这个参数设置为 pdTRUE,且函数 xEventGroupWaitBits 在参数 xTicksToWait 设置的溢出时间内返回,那么相应被设置的事件标志 位会被清零。如果这个参数设置为 pdFALSE,对已经被设置的事件标志位没有影响。
第 4 个参数选择是否等待所有的标志位都被设置,如果这个参数设置为 pdTRUE,要等待第 2 个参 数 uxBitsToWaitFor 所指定的标志位全部被置 1,函数才可以返回。当然,超出了在参数 xTicksToWait 设置的溢出时间也是会返回的。如果这个参数设置为 pdFALSE,第 2 个参数 uxBitsToWaitFor 所指定的任何标志位被置 1,函数都会返回,超出溢出时间也会返回。
第 5 个参数设置等待时间,单位时钟节拍周期。如果设置为 portMAX_DELAY,表示永久等待。
返回值:由于设置的时间超时或者指定的事件标志位被置 1,导致函数退出时返回的事件标志组数值。
5、删除事件标志组
void vEventGroupDelete( EventGroupHandle_t xEventGroup );
xEventGroup:要删除的时间标志组
6、事件标志组的示例demo
代码中创建了两个任务和一个24bit可用的时间标志组,一个任务通过按键扫描设置事件标志组的值,通过按键按三下设置事件标志组的值为0x00000008,然后另外一个任务阻塞等待,直到检测到事件标志组被设置为0x00000008之后翻转LED的闪烁。
EventGroupHandle_t FlagEventGroup; //事件标志组
FlagEventGroup = xEventGroupCreate(); //创建事件标志组 24bit可用
//task1任务函数
void task1_task(void *pvParameters) //prio = 2
{
u8 keyVal = 0;
EventBits_t FlagVal;
u32 setVal = 0x0001;
while(1)
{
keyVal = KEY_Scan(0);
if(keyVal == KEY0_PRES)
{
FlagVal = xEventGroupSetBits(FlagEventGroup, setVal);
printf("事件标志组设置值为:%d\\r\\n",FlagVal);
xEventGroupClearBits(FlagEventGroup, setVal); //清除标志位
setVal <<= 1;
}
LED1 ^= 1;
vTaskDelay(200); //延时n个时钟节拍
}
}
//task2任务函数
void task2_task(void *pvParameters) //prio = 3
{
u32 i,j;
u32 TxStr[3] = {0};
while(1)
{
xEventGroupWaitBits(FlagEventGroup, //事件标志组句柄
0x0008, //等待 24 个事件标志位中的指定标志
pdFALSE, //是否清除已经被置位的事件标志,pdTRUE - 清除,pdFALSE - 不清除
pdFALSE, //是否等待所有的标志位都被设置,pdTRUE - 是,pdFALSE - 不是
portMAX_DELAY //等待时间,单位时钟节拍周期
);
LED0 ^= 1;
vTaskDelay(500); //延时n个时钟节拍
}
}
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