STM32 FreeRTOS事件组

介绍

在嵌入式系统中，任务之间的同步和通信是非常重要的。FreeRTOS提供了多种机制来实现这些功能，其中之一就是事件组（Event Group）。事件组允许任务等待多个事件的发生，并在这些事件发生时被唤醒。这对于需要同时处理多个条件或事件的场景非常有用。

在STM32中使用FreeRTOS事件组，可以有效地管理任务之间的同步，提高系统的响应速度和效率。

什么是事件组？

事件组是一个32位的变量，每一位代表一个事件。任务可以等待一个或多个事件的发生，并在这些事件发生时被唤醒。事件组的主要特点包括：

多事件等待：任务可以同时等待多个事件的发生。
事件触发：任务或中断可以设置事件组中的某一位或几位，从而触发等待这些事件的任务。
事件清除：任务可以清除事件组中的某一位或几位。

事件组的基本操作

在FreeRTOS中，事件组的基本操作包括创建事件组、设置事件、等待事件和清除事件。下面我们将逐步讲解这些操作。

创建事件组

首先，我们需要创建一个事件组。事件组的创建使用 xEventGroupCreate() 函数。

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void);

这个函数返回一个事件组句柄，用于后续的操作。

EventGroupHandle_t xEventGroup = xEventGroupCreate();

设置事件

任务或中断可以通过 xEventGroupSetBits() 函数来设置事件组中的某一位或几位。

EventBits_t xEventGroupSetBits(EventGroupHandle_t xEventGroup, const EventBits_t uxBitsToSet);

xEventGroup：事件组句柄。
uxBitsToSet：要设置的事件位。

例如，设置事件组中的第0位和第1位：

xEventGroupSetBits(xEventGroup, (1 << 0) | (1 << 1));

等待事件

任务可以通过 xEventGroupWaitBits() 函数来等待事件组中的某一位或几位。

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

xEventGroup：事件组句柄。
uxBitsToWaitFor：要等待的事件位。
xClearOnExit：如果为 pdTRUE，则在等待成功后清除这些事件位。
xWaitForAllBits：如果为 pdTRUE，则等待所有指定的事件位都被设置；否则，等待任意一个事件位被设置。
xTicksToWait：等待的超时时间。

例如，等待事件组中的第0位和第1位，并在等待成功后清除这些事件位：

EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(
    xEventGroup,
    (1 << 0) | (1 << 1),
    pdTRUE,
    pdTRUE,
    portMAX_DELAY
);

清除事件

任务可以通过 xEventGroupClearBits() 函数来清除事件组中的某一位或几位。

EventBits_t xEventGroupClearBits(EventGroupHandle_t xEventGroup, const EventBits_t uxBitsToClear);

xEventGroup：事件组句柄。
uxBitsToClear：要清除的事件位。

例如，清除事件组中的第0位：

xEventGroupClearBits(xEventGroup, (1 << 0));

实际案例

假设我们有一个STM32系统，其中有两个任务：TaskA 和 TaskB。TaskA 负责读取传感器数据，TaskB 负责处理这些数据。我们希望 TaskB 在 TaskA 完成数据读取后开始处理。

我们可以使用事件组来实现这个同步机制。

EventGroupHandle_t xEventGroup;

void TaskA(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 读取传感器数据
        // ...

        // 设置事件组中的第0位，表示数据读取完成
        xEventGroupSetBits(xEventGroup, (1 << 0));

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 模拟1秒的延迟
    }
}

void TaskB(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待事件组中的第0位被设置
        EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(
            xEventGroup,
            (1 << 0),
            pdTRUE,
            pdTRUE,
            portMAX_DELAY
        );

        // 处理传感器数据
        // ...
    }
}

int main(void) {
    // 创建事件组
    xEventGroup = xEventGroupCreate();

    // 创建任务
    xTaskCreate(TaskA, "TaskA", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
    xTaskCreate(TaskB, "TaskB", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);

    // 启动调度器
    vTaskStartScheduler();

    for (;;);
}

在这个例子中，TaskA 每1秒读取一次传感器数据，并设置事件组中的第0位。TaskB 等待第0位被设置，然后开始处理数据。

总结

FreeRTOS事件组是一种强大的同步机制，适用于需要等待多个事件发生的场景。通过事件组，任务可以有效地同步和通信，从而提高系统的响应速度和效率。

在实际应用中，事件组可以用于多种场景，例如任务间的同步、多任务协作等。掌握事件组的使用方法，对于开发复杂的嵌入式系统非常有帮助。

附加资源

练习

修改上面的例子，使 TaskB 同时等待第0位和第1位被设置，并在等待成功后清除这些事件位。
创建一个新的任务 TaskC，该任务在 TaskA 和 TaskB 都完成后才开始执行。
尝试在中断服务程序（ISR）中设置事件组，并观察任务的行为。

通过完成这些练习，你将更深入地理解FreeRTOS事件组的使用方法。

介绍​

什么是事件组？​

事件组的基本操作​

创建事件组​

设置事件​

等待事件​

清除事件​

实际案例​

总结​

附加资源​

练习​

介绍