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【FreeRTOS】任务间通讯6：任务通知- Task Notification

news 2025/8/12 11:55:48

先看个收快递的例子：

快递柜 → Task Notification
就像小区里的智能快递柜（每个柜子只能存一个包裹），Task Notification 是任务专属的“数据柜”，只能存一条通知信息（比如一个数字或标志位）。
快递员（发送者） → 其他任务/中断
快递员（其他任务或中断）把你的包裹（通知数据）塞进你的专属柜子（xTaskNotify()），并生成一个取件码（唤醒任务）。
你（接收者） → 等待通知的任务
你本来在沙发上睡觉（任务阻塞中，ulTaskNotifyTake()），突然手机收到取件码（通知到达），立马跳起来开柜取包裹（任务被唤醒，处理通知）。

FreeRTOS中的任务通知，就是像快递柜这样的一个装置。

一. Task Notification 简介

Task Notification 是 FreeRTOS 提供的一种轻量级任务间通信（IPC）机制，它允许任务或中断直接向另一个任务发送通知（Notification），而无需使用队列、信号量或事件组等中间对象。

1.1 功能与作用

轻量级通信：比队列、信号量更高效，节省内存和 CPU 开销。
直接唤醒任务：通知可以解除目标任务的阻塞状态（类似二进制信号量）。
携带数据：可以传递一个 32 位整数值（类似队列，但只能存一个值）。
多种通知模式：
- 覆盖模式（eSetValueWithOverwrite）：新通知覆盖旧值（默认）。
- 累积模式（eSetValueWithoutOverwrite）：新通知不覆盖旧值（类似计数信号量）。
- 增量模式（eIncrement）：每次通知使目标任务的 ulNotifiedValue +1（类似计数信号量）。
- 设置位模式（eSetBits）：按位设置目标任务的通知值（类似事件组）。

二. Task Notification 使用流程

2.1 创建任务

Task Notification 是 FreeRTOS 任务的 内置功能，不需要显式创建，每个任务自带一个通知状态：

ulNotifiedValue：存储通知值（32 位整数）。
ucNotifyState：记录通知状态（taskNOT_WAITING_NOTIFICATION、taskWAITING_NOTIFICATION 等）。

2.2 发送通知

使用 xTaskNotify() 或 xTaskNotifyFromISR()（中断中使用）发送通知：

BaseType_t xTaskNotify(TaskHandle_t xTaskToNotify,  // 目标任务句柄uint32_t ulValue,           // 通知值eNotifyAction eAction        // 通知模式（如 eSetValueWithOverwrite）
);

2.3 接收通知

目标任务使用 ulTaskNotifyTake() 或 xTaskNotifyWait() 接收通知：

uint32_t ulTaskNotifyTake(BaseType_t xClearCountOnExit,  // pdTRUE：清零计数器；pdFALSE：减1TickType_t xTicksToWait        // 超时时间（portMAX_DELAY 表示永久阻塞）
);

2.4 销毁

Task Notification 是任务的内置功能，无需销毁，任务删除时会自动清理。

三. 实战 Demo：任务通知模拟按键触发 LED

场景

任务 1（vSenderTask）：模拟按键检测，检测到按键后发送通知。
任务 2（vReceiverTask）：等待通知，收到通知后切换 LED 状态。

代码实现

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "stdio.h"// 假设 LED 和按键的硬件操作函数
void LED_Toggle(void);
int Key_Scan(void);  // 返回 1 表示按键按下TaskHandle_t xReceiverHandle;// 发送任务（模拟按键检测）
void vSenderTask(void *pvParameters) {while (1) {if (Key_Scan() == 1) {printf("按键按下，发送通知！\n");xTaskNotify(xReceiverHandle, 0, eNoAction);  // 仅唤醒任务，不传值}vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));  // 100ms 检测一次按键}
}// 接收任务（控制 LED）
void vReceiverTask(void *pvParameters) {while (1) {// 等待通知（类似二进制信号量）ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);LED_Toggle();printf("收到通知，LED 状态切换！\n");}
}int main() {// 创建接收任务（优先级较高）xTaskCreate(vReceiverTask, "Receiver", 128, NULL, 2, &xReceiverHandle);// 创建发送任务（优先级较低）xTaskCreate(vSenderTask, "Sender", 128, NULL, 1, NULL);// 启动调度器vTaskStartScheduler();return 0;
}