【FreeRTOS 应用开发笔记】事件(八)

一、事件的基本概念

事件是一种实现任务间通信的机制,主要用于实现多任务间的同步,但事件通信只能 是事件类型的通信,无数据传输。与信号量不同的是,它可以实现一对多,多对多的同步。 即一个任务可以等待多个事件的发生:可以是任意一个事件发生时唤醒任务进行事件处理; 也可以是几个事件都发生后才唤醒任务进行事件处理。同样,也可以是多个任务同步多个事件。(事件按照任务等待的参数,可选择是“逻辑或”触发还是“逻辑与”触发)

FreeRTOS 提供的事件具有如下特点:

 事件只与任务相关联,事件相互独立。一个 32 位的事件集合(EventBits_t 类型的变量,实际可用与表示事件的只有 24位),用于标识该任务发生的事件类型,其中每一位表示一种事件类型(0 表示该事件类型未发生、1 表示该事件类型已经发生),一共 24 种事件类型。 注:一个 16 位的事件集合(EventBits_t 类型的变量,实际可用与表示事件的只有 8位)。(configUSE_16_BIT_TICKS=0,32位事件组,0  16位事件组)

 事件仅用于同步,不提供数据传输功能。

 事件无排队性,即多次向任务设置同一事件(如果任务还未来得及读走),等效于只设置一次。

 允许多个任务对同一事件进行读写操作。

 支持事件等待超时机制。

二、常用的任务函数。(更详细的用法以及函数源码可以参考《FreeRTOS 内核实现与应用开发实战指南 》)

xEventGroupCreate()
用于动态创建一个事件组,并返回对应的句柄。
vEventGroupDelete()
用于事件删除。
xEventGroupSetBits()
用于置位事件组中指定的位,当位被置位之后,阻塞在该位上的任务将会被解锁。
xEventGroupSetBitsFromISR()
xEventGroupSetBitsFromISR() xEventGroupSetBits() 的中断版本
xEventGroupWaitBits()
用于获取事件组中的一个或多个事件发生标志,当要读取的事件标志位没有被置 位 时 任务将进入阻塞等待状态。返回值:返回事件中的哪些事件标志位被置位,返回值很可能并不是用户指定的事件位,需要对返回值进行判断再处理。 在使用该函数时没有对对应标志位进行清除的话,需要自己手动进行清除。
xEventGroupClearBits()
用于清除事件组指定的位,如果在获取事件的时候没有将对应的标志位清除,那么就需要用这个函数来进行显式清除。
xEventGroupClearBitsFromISR()
是xEventGroupClearBits()的中断版本

三、实验代码

/*
*************************************************************************
*                             包含的头文件
*************************************************************************
*/ 
/* FreeRTOS头文件 */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "event_groups.h"
/* 开发板硬件bsp头文件 */
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_key.h"
/**************************** 任务句柄 ********************************/
/* 
 * 任务句柄是一个指针,用于指向一个任务,当任务创建好之后,它就具有了一个任务句柄
 * 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄,如果是自身的任务操作自己,那么
 * 这个句柄可以为NULL。
 */
static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;/* 创建任务句柄 */
static TaskHandle_t LED_Task_Handle = NULL;/* LED_Task任务句柄 */
static TaskHandle_t KEY_Task_Handle = NULL;/* KEY_Task任务句柄 */

/********************************** 内核对象句柄 *********************************/
/*
 * 信号量,消息队列,事件标志组,软件定时器这些都属于内核的对象,要想使用这些内核
 * 对象,必须先创建,创建成功之后会返回一个相应的句柄。实际上就是一个指针,后续我
 * 们就可以通过这个句柄操作这些内核对象。
 *
 * 内核对象说白了就是一种全局的数据结构,通过这些数据结构我们可以实现任务间的通信,
 * 任务间的事件同步等各种功能。至于这些功能的实现我们是通过调用这些内核对象的函数
 * 来完成的
 * 
 */
static EventGroupHandle_t Event_Handle =NULL;

/******************************* 全局变量声明 ************************************/
/*
 * 当我们在写应用程序的时候,可能需要用到一些全局变量。
 */


/******************************* 宏定义 ************************************/
/*
 * 当我们在写应用程序的时候,可能需要用到一些宏定义。
 */
#define KEY1_EVENT  (0x01 << 0)//设置事件掩码的位0
#define KEY2_EVENT  (0x01 << 1)//设置事件掩码的位1

/*
*************************************************************************
*                             函数声明
*************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate(void);/* 用于创建任务 */

static void LED_Task(void* pvParameters);/* LED_Task 任务实现 */
static void KEY_Task(void* pvParameters);/* KEY_Task 任务实现 */

static void BSP_Init(void);/* 用于初始化板载相关资源 */

/*****************************************************************
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  * @note   第一步:开发板硬件初始化 
            第二步:创建APP应用任务
            第三步:启动FreeRTOS,开始多任务调度
  ****************************************************************/
int main(void)
{	
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */
  
  /* 开发板硬件初始化 */
  BSP_Init();
	printf("这是一个[野火]-STM32全系列开发板-FreeRTOS事件标志组实验!\n");
   /* 创建AppTaskCreate任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate,  /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"AppTaskCreate",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )1, /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&AppTaskCreate_Handle);/* 任务控制块指针 */ 
  /* 启动任务调度 */           
  if(pdPASS == xReturn)
    vTaskStartScheduler();   /* 启动任务,开启调度 */
  else
    return -1;  
  
  while(1);   /* 正常不会执行到这里 */    
}


/***********************************************************************
  * @ 函数名  : AppTaskCreate
  * @ 功能说明: 为了方便管理,所有的任务创建函数都放在这个函数里面
  * @ 参数    : 无  
  * @ 返回值  : 无
  **********************************************************************/
static void AppTaskCreate(void)
{
  BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */
  
  taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
  
  /* 创建 Event_Handle */
  Event_Handle = xEventGroupCreate();	 
  if(NULL != Event_Handle)
    printf("Event_Handle 事件创建成功!\r\n");
    
  /* 创建LED_Task任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )LED_Task, /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"LED_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,   /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,	/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )2,	    /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&LED_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建LED_Task任务成功!\r\n");
  
  /* 创建KEY_Task任务 */
  xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )KEY_Task,  /* 任务入口函数 */
                        (const char*    )"KEY_Task",/* 任务名字 */
                        (uint16_t       )512,  /* 任务栈大小 */
                        (void*          )NULL,/* 任务入口函数参数 */
                        (UBaseType_t    )3, /* 任务的优先级 */
                        (TaskHandle_t*  )&KEY_Task_Handle);/* 任务控制块指针 */ 
  if(pdPASS == xReturn)
    printf("创建KEY_Task任务成功!\n");
  
  vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务
  
  taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}



/**********************************************************************
  * @ 函数名  : LED_Task
  * @ 功能说明: LED_Task任务主体
  * @ 参数    :   
  * @ 返回值  : 无
  ********************************************************************/
static void LED_Task(void* parameter)
{	
  EventBits_t r_event;  /* 定义一个事件接收变量 */
  /* 任务都是一个无限循环,不能返回 */
  while (1)
	{
    /*******************************************************************
     * 等待接收事件标志 
     * 
     * 如果xClearOnExit设置为pdTRUE,那么在xEventGroupWaitBits()返回之前,
     * 如果满足等待条件(如果函数返回的原因不是超时),那么在事件组中设置
     * 的uxBitsToWaitFor中的任何位都将被清除。 
     * 如果xClearOnExit设置为pdFALSE,
     * 则在调用xEventGroupWaitBits()时,不会更改事件组中设置的位。
     *
     * xWaitForAllBits如果xWaitForAllBits设置为pdTRUE,则当uxBitsToWaitFor中
     * 的所有位都设置或指定的块时间到期时,xEventGroupWaitBits()才返回。 
     * 如果xWaitForAllBits设置为pdFALSE,则当设置uxBitsToWaitFor中设置的任何
     * 一个位置1 或指定的块时间到期时,xEventGroupWaitBits()都会返回。 
     * 阻塞时间由xTicksToWait参数指定。          
      *********************************************************/
    r_event = xEventGroupWaitBits(Event_Handle,  /* 事件对象句柄 */
                                  KEY1_EVENT|KEY2_EVENT,/* 接收线程感兴趣的事件 */
                                  pdTRUE,   /* 退出时清除事件位 */
                                  pdTRUE,   /* 满足感兴趣的所有事件 */
                                  portMAX_DELAY);/* 指定超时事件,一直等 */
                        
    if((r_event & (KEY1_EVENT|KEY2_EVENT)) == (KEY1_EVENT|KEY2_EVENT)) 
    {
      /* 如果接收完成并且正确 */
      printf ( "KEY1与KEY2都按下\n");		
      LED1_TOGGLE;       //LED1	反转
    }
    else
      printf ( "事件错误!\n");	
  }
}

/**********************************************************************
  * @ 函数名  : KEY_Task
  * @ 功能说明: KEY_Task任务主体
  * @ 参数    :   
  * @ 返回值  : 无
  ********************************************************************/
static void KEY_Task(void* parameter)
{	 
    /* 任务都是一个无限循环,不能返回 */
  while (1)
  {
    if( Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON )       //如果KEY2被单击
		{
      printf ( "KEY1被按下\n" );
			/* 触发一个事件1 */
			xEventGroupSetBits(Event_Handle,KEY1_EVENT);  					
		}
    
		if( Key_Scan(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN) == KEY_ON )       //如果KEY2被单击
		{
      printf ( "KEY2被按下\n" );	
			/* 触发一个事件2 */
			xEventGroupSetBits(Event_Handle,KEY2_EVENT); 				
		}
		vTaskDelay(20);     //每20ms扫描一次		
  }
}

/***********************************************************************
  * @ 函数名  : BSP_Init
  * @ 功能说明: 板级外设初始化,所有板子上的初始化均可放在这个函数里面
  * @ 参数    :   
  * @ 返回值  : 无
  *********************************************************************/
static void BSP_Init(void)
{
	/*
	 * STM32中断优先级分组为4,即4bit都用来表示抢占优先级,范围为:0~15
	 * 优先级分组只需要分组一次即可,以后如果有其他的任务需要用到中断,
	 * 都统一用这个优先级分组,千万不要再分组,切忌。
	 */
	NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );
	
	/* LED 初始化 */
	LED_GPIO_Config();

	/* 串口初始化	*/
	USART_Config();
  
  /* 按键初始化	*/
  Key_GPIO_Config();

}

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