FreeRTROS3——事件组和定时器

一、介绍事件组

跟其他信号量、互斥量的不同，它可以用来等待多个事件之一、多个事件都发生

场景一：

● 任务3：等待（等事情A与事情B)

● 任务1：做好事情A

● 任务2：做好事情B

我们有一个任务3，他可以等待：A或B，A与B

A、B就是一组事件

如果任务3等待A或B，A、B只要有一个，就可以唤醒任务3

如果任务3等待A与B，只有A和B同时都做好了，任务3就被唤醒

场景二：

唤醒多个任务：

● 任务3：等待（等到事情A与事情B）

● 任务4：等待（等到事情A与事情B）

● 任务1：做事情A

● 任务2：做事情B

这时，任务3、任务4都被唤醒！

可能有很多个任务在等待事件，

他们可能等待的事件各不相同，也有可能等待的事件相同

事件发生之后，满足条件的那些任务，都会被唤醒

在之前提到的队列、信号量、互斥量这些场景中，只会唤醒一个任务

2.事件组的主要特性：

● 位操作：每个事件组是一个 32 位整数，每位代表一个独立事件高效同步：任务可以等待单个或多个事件

● 零消耗等待：任务在等待事件时不会消耗 CPU 资源

● 广播机制：一个任务可以同时通知多个等待任务

3.函数接口

osEventFlagsNew() 创建新事件组

osEventFlagsWait() 等待事件位

osEventFlagsSet() 设置事件位

osEventFlagsDelete() 删除事件组

osEventFlagsId_t osEventFlagsNew(const osEventFlagsAttr_t *attr);
功能
创建一个新的事件组对象，用于任务间的事件同步。参数
attr：指向事件组属性的指针，可为 NULL（使用默认属性）
typedef struct {const char *name;    // 事件组名称（调试用）void       *cb_mem;  // 控制块内存位置（通常为NULL）uint32_t   cb_size;  // 控制块大小
} osEventFlagsAttr_t;
返回值
成功：事件组 ID失败：NULL（内存不足或参数错误）

uint32_t osEventFlagsWait(osEventFlagsId_t ef_id, uint32_t flags,uint32_t options,uint32_t timeout);
功能
等待事件组中指定的事件位被设置。参数
ef_id：事件组 ID
flags：要等待的事件位掩码（可以看后面的实例来理解，该参数比较难理解）
options：等待选项：osFlagsWaitAny：等待任意指定事件位被设置（默认）osFlagsWaitAll：等待所有指定事件位被设置osFlagsNoClear：等待成功后不清除事件位
timeout：超时时间（tick数）：
0：不等待，立即返回
osWaitForever：无限等待//那就是阻塞函数
n：等待 n 个 tick
返回值
成功：触发等待的事件位值
失败：错误代码（最高位为1）：
osErrorParameter：无效参数
osErrorResource：超时或事件组不可用
osErrorISR：在中断中调用

uint32_t osEventFlagsSet(osEventFlagsId_t ef_id, uint32_t flags);
功能
设置事件组中的指定标志位（置1），并唤醒等待这些事件的任务。
//主要应用以及理解还是需要通过下面的实例
参数
ef_id：事件组 ID
flags：要设置的事件位掩码（例如：0x01 设置的是位0，0x05 设置的是位0和位2）
返回值
成功：事件组设置后的新标志值
失败：错误代码（最高位为1）：
osErrorParameter：无效参数
osErrorResource：事件组不可用
osErrorISR：在中断中调用但未启用中断API

osStatus_t osEventFlagsDelete(osEventFlagsId_t ef_id);
功能
删除事件组并释放相关资源。参数
ef_id：事件组 ID
返回值
osOK：删除成功
osErrorParameter：无效参数
osErrorResource：事件组不可用

4.应用：

/* USER CODE BEGIN FunctionPrototypes */
// 事件位定义
#define BUTTON_PRESSED (1UL << 0)
#define SENSOR_READY   (1UL << 1)
#define DATA_PROCESSED (1UL << 2)
#define  event_group  myEvent01Handle 
/* USER CODE END FunctionPrototypes *//* USER CODE BEGIN Header_SensorTask */
/**
* @brief Function implementing the SensorTask thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_SensorTask */
void SensorTask(void *argument)
{/* USER CODE BEGIN SensorTask *//* Infinite loop */for (;;) {// 模拟传感器数据采集osDelay(500);// 设置传感器就绪事件osEventFlagsSet(event_group, SENSOR_READY);}/* USER CODE END SensorTask */
}/* USER CODE BEGIN Header_DataTask */
/**
* @brief Function implementing the DataTask thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_DataTask */
void DataTask(void *argument)
{/* USER CODE BEGIN DataTask *//* Infinite loop */uint32_t events;for (;;) {// 等待按钮按下或传感器就绪events = osEventFlagsWait(event_group, BUTTON_PRESSED | SENSOR_READY, osFlagsWaitAny, osWaitForever);if (events & BUTTON_PRESSED) {// 处理按钮事件printf("Button pressed!\n");}if (events & SENSOR_READY) {// 处理传感器数据printf("Sensor data received\n");// 数据处理完成后设置标志osEventFlagsSet(event_group, DATA_PROCESSED);}}/* USER CODE END DataTask */
}/* USER CODE BEGIN Header_MonitorTask */
/**
* @brief Function implementing the MonitorTask thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_MonitorTask */
void MonitorTask(void *argument)
{/* USER CODE BEGIN MonitorTask *//* Infinite loop */for (;;) {// 等待数据被处理osEventFlagsWait(event_group, DATA_PROCESSED, osFlagsWaitAll, osWaitForever);printf("Data processing complete\n");}/* USER CODE END MonitorTask */
}/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application */
void HAL_GPIO_EXTI_Falling_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{osEventFlagsSet(event_group, BUTTON_PRESSED);
}
/* USER CODE END Application */

二、软件定时器

1.概念

软件定时器就是 "闹钟", 可以通过设置闹钟:

1. 设定一个一次性闹钟: 18:00 提醒我去洗衣服

2. 设定一个周期性闹钟: 6:40 提醒我起床

将 " 闹钟 " 转换为 软件定时器来讲:

1. 在未来的某个时间点, 运行某个函数的功能(一次性的闹钟)

2. 周期性的去执行某个函数的功能(周期性)

2.函数接口

1.创建一个新的软件定时器
osTimerId_t osTimerNew(osTimerFunc_t func, osTimerType_t type,  void *argument, const osTimerAttr_t *attr)
参数：func: 该函数指针用于指定在定时器到期时执行的回调函数， 当定时器触发，会执行该函数//typedef void (*osTimerFunc_t) (void *argument);type:定时器的类型，可选择 单次 或 循环触发/*  typedef enum {/** 一次性定时器 **/osTimerOnce   = 0,/** 重复使用的定时器 **/osTimerPeriodic  = 1} osTimerType_t;argument：传入定时器的回调函数的指针，当定时器到期，回调函数将接收到此函数，不需要NULLattr:定时器对象指针(见下面2)，用于指向特定的定时器属性，比如优先级，名称等，不需要为NULL     
2.启用定时器osStatus_t osTimerStart(osTimerId_t timer_id, uint32_t ticks)参数：timer_id：定时器ID，用于指定要启动的定时器，通常需要先使用osTimerNew函数创建定时器对象ticks: 设置的定时值  ms为单位返回值：成功返回0，失败返回错误码（错误码<0）关于错误码的定义：typedef enum {osOK       =  0,          ///定时器成功启动osError   = -1,           ///定时器发生错误，未能成功启动osErrorTimeout   = -2,    ///超时错误osErrorResource  = -3,         ///资源不可用osErrorParameter   = -4,         ///参数错误osErrorNoMemory  = -5,         ///系统内存不足:无法为操作分配或保留内存。} osStatus_t;

osStatus_t osTimerStop (osTimerId_t timer_id);
功能  ：停止定时器参数  ：timer_id：要停止的定时器ID返回值  ：操作状态

osStatus_t osTimerDelete (osTimerId_t timer_id);
功能  ：删除定时器并释放资源参数  ：timer_id：要删除的定时器ID返回值  ：操作状态

uint32_t osTimerIsRunning (osTimerId_t timer_id);
功能  ：检查定时器是否正在运行参数  ：timer_id：要检查的定时器ID返回值  ：0表示未运行，非0表示正在运行

3.注意事项

1） 软件定时器的精度取决于系统节拍频率

2）定时器回调函数应尽可能简短，避免长时间阻塞

3）不要在中断服务例程(ISR)中调用定时器函数（除osTimerStart和osTimerStop外）

4）多个定时器可以共享同一个回调函数，通过参数区分

5）不能无限次创建，最多16个

4.CubeMX配置：