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在FreeRTOS 中多事件组的用法详解

news 2025/7/10 18:12:41

在 FreeRTOS 中，可以创建多个事件组，且这是常见的设计模式。事件组的数量仅受限于系统内存资源（每个事件组占用约 12-16 字节 RAM）。以下是关键细节和最佳实践：

1. 创建多个事件组的实现方法

1.1 动态创建（推荐）

#include "FreeRTOS.h"
#include "event_groups.h"

// 创建两个独立的事件组
EventGroupHandle_t xEventGroup1 = xEventGroupCreate();
EventGroupHandle_t xEventGroup2 = xEventGroupCreate();

1.2 静态创建（需预先分配内存）

StaticEventGroup_t xEventGroupBuffer1, xEventGroupBuffer2;
EventGroupHandle_t xEventGroup1 = xEventGroupCreateStatic(&xEventGroupBuffer1);
EventGroupHandle_t xEventGroup2 = xEventGroupCreateStatic(&xEventGroupBuffer2);

2. 多事件组的典型应用场景

2.1 模块化设计

场景：不同功能模块使用独立的事件组，避免事件位冲突。

// 传感器模块专用事件组
#define SENSOR_DATA_READY_BIT (1 << 0)
EventGroupHandle_t xSensorEventGroup = xEventGroupCreate();

// 通信模块专用事件组
#define NETWORK_CONNECTED_BIT (1 << 0)
EventGroupHandle_t xNetworkEventGroup = xEventGroupCreate();

2.2 多任务独立同步

场景：每个任务等待自己专属的事件组，减少耦合。

void vTaskA(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待事件组1的 BIT_0
        xEventGroupWaitBits(xEventGroup1, BIT_0, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
        // 处理事件...
    }
}

void vTaskB(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待事件组2的 BIT_1
        xEventGroupWaitBits(xEventGroup2, BIT_1, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
        // 处理事件...
    }
}

3. 多事件组的资源管理与优化

3.1 内存占用

每个事件组占用约 12-16 字节 RAM（具体取决于硬件架构）。
建议：在资源受限的系统中，避免过度创建事件组。可通过复用事件位或合并逻辑减少数量。

3.2 事件位规划

独立分配：为每个事件组单独定义事件位，避免跨组混淆：

// 事件组1的事件位
#define GROUP1_BIT0 (1 << 0)
#define GROUP1_BIT1 (1 << 1)

// 事件组2的事件位
#define GROUP2_BIT0 (1 << 0)

3.3 错误处理

检查事件组创建是否成功：

if (xEventGroup1 == NULL) {
    // 内存不足，处理错误
}

4. 多事件组 vs 单一事件组

场景	多事件组	单一事件组
事件位冲突风险	低（事件位独立）	高（需全局管理事件位）
代码可维护性	高（模块化设计）	低（逻辑集中）
内存消耗	较高（每个组占用独立内存）	低（仅一个组）
适用场景	复杂系统、多模块协作	简单系统、少量事件

5. 完整示例：多事件组控制

// 定义两个事件组和各自的事件位
EventGroupHandle_t xMotorEventGroup, xSensorEventGroup;
#define MOTOR_START_BIT (1 << 0)
#define SENSOR_DATA_READY_BIT (1 << 0)

void vMotorTask(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待电机启动事件
        xEventGroupWaitBits(xMotorEventGroup, MOTOR_START_BIT, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
        // 启动电机...
    }
}

void vSensorTask(void *pvParameters) {
    while (1) {
        // 等待传感器数据就绪
        xEventGroupWaitBits(xSensorEventGroup, SENSOR_DATA_READY_BIT, pdTRUE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
        // 处理数据...
    }
}

void vControlTask(void *pvParameters) {
    while (1) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
        // 触发电机启动
        xEventGroupSetBits(xMotorEventGroup, MOTOR_START_BIT);
        // 触发传感器数据就绪
        xEventGroupSetBits(xSensorEventGroup, SENSOR_DATA_READY_BIT);
    }
}

int main() {
    // 创建事件组
    xMotorEventGroup = xEventGroupCreate();
    xSensorEventGroup = xEventGroupCreate();

    // 创建任务
    xTaskCreate(vMotorTask, "Motor", 1024, NULL, 2, NULL);
    xTaskCreate(vSensorTask, "Sensor", 1024, NULL, 2, NULL);
    xTaskCreate(vControlTask, "Control", 1024, NULL, 1, NULL);

    vTaskStartScheduler();
    return 0;
}