嵌入式软件编程，事件标志组被广泛使用！

工程师进阶笔记 · 发表于 2025-3-4 12:04:00

我是老温，一名热爱学习的嵌入式工程师
关注我，一起变得更加优秀！事件标志组嵌入式事件标志组是一种在嵌入式系统中广泛使用的同步机制，主要用于实现多任务间的同步与通信。
事件标志组是一组事件标志位的集合，每个位代表一个事件是否发生。它允许任务等待特定的事件发生，当事件发生时，相关任务将被唤醒并执行相应的操作。
特点

灵活性：用户可以根据需要自定义每个位事件的含义，如bit0表示按键是否按下。支持一对多、多对多的同步模式，即一个任务可以等待多个事件的发生，也可以是多个任务同步多个事件。

高效性：使用位操作，效率高，占用资源少。

扩展性：虽然常用的是16位或32位无符号的数据类型来存储事件标志，但其中的高8位可能用作控制信息，低24位用作存储事件标志，因此可以存储多个事件标志。工作原理

等待事件：任务通过调用相应的API函数（如FreeRTOS中的xEventGroupWaitBits）来等待一个或多个事件标志位的发生。可以设置等待条件，如等待所有指定的事件标志位都为1，或等待其中任意一个事件标志位为1。

触发事件：当事件发生时，通过调用相应的API函数（如FreeRTOS中的xEventGroupSetBits）来设置相应的事件标志位为1，从而触发等待该事件的任务。唤醒所有符合条件的任务，类似于“广播”的作用。

执行任务：被唤醒的任务根据事件标志位的状态执行相应的操作，并可以选择是否清除事件标志位。应用场景

多任务同步：在需要多个任务协同工作的场景中，可以使用事件标志组来同步这些任务，但无数据传输。

中断处理：在中断服务程序中设置事件标志位，以通知主任务或其他任务进行相应的处理。

状态监控：用于监控系统的各种状态，如设备是否就绪、数据是否到达等。例子：在嵌入式系统中，处理USB数据的同步发送通常涉及多线程编程，并使用适当的同步机制来确保数据的一致性和完整性。在这种情况下，可以使用事件标志和消息队列来协调一个生产线程（生成USB数据）和一个消费线程（发送USB数据）。
设计思路：

消息队列：用于存储从生产线程到消费线程的数据。每个数据项可能是一个指向USB数据包缓冲区的指针或包含数据包信息的结构体。

事件标志：用于通知消费线程有新的数据可供处理，或者当队列为空时通知生产线程暂停生产。

互斥锁：保护消息队列和事件标志的访问，防止竞态条件。
实现步骤：
1. 定义消息队列和事件标志

使用RTOS提供的API来创建消息队列和事件标志。

消息队列应能够存储指向USB数据包的指针或相关结构体。2. 生产线程生产线程负责生成USB数据，并将其放入消息队列中。
void producer_thread(void *arg)
{
while (1)
{
      // 生成USB数据包
      usb_packet_t *packet = generate_usb_packet();
      // 锁定互斥锁
      rtos_mutex_lock(&mutex);
      // 将数据包放入队列
      if (rtos_queue_send(&usb_queue, &packet, portMAX_DELAY) == pdPASS)
      {
         // 通知消费线程有新数据
         rtos_event_group_set_bits(&event_group, EVENT_BIT_DATA_READY);
      }
      // 解锁互斥锁
      rtos_mutex_unlock(&mutex);
      // 等待一段时间或根据其他条件继续生成数据
      vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
}
}
3. 消费线程消费线程从消息队列中取出数据，并发送USB数据包。
void consumer_thread(void *arg)
{
usb_packet_t *packet;
while (1)
{
      // 等待数据就绪事件
      EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(
         &event_group,
         EVENT_BIT_DATA_READY,
         pdTRUE,
         pdFALSE,
         portMAX_DELAY
      );
      if (uxBits & EVENT_BIT_DATA_READY)
      {
         // 锁定互斥锁
         rtos_mutex_lock(&mutex);
         // 从队列接收数据包
         if (rtos_queue_receive(&usb_queue, &packet, portMAX_DELAY) == pdPASS)
         {
            // 发送USB数据包
            send_usb_packet(packet);
            // 释放数据包（如果需要）
            free_usb_packet(packet);
         }
         // 解锁互斥锁
         rtos_mutex_unlock(&mutex);
      }
}
}
4. 初始化与启动创建消息队列、事件标志和互斥锁，并启动生产者和消费者线程。
void app_main(void)
{
// 初始化消息队列、事件标志和互斥锁
rtos_queue_create(&usb_queue, ...);
rtos_event_group_create(&event_group);
rtos_mutex_create(&mutex);

// 创建并启动生产者和消费者线程
xTaskCreate(producer_thread, "Producer", STACK_SIZE, NULL, PRIORITY, NULL);
xTaskCreate(consumer_thread, "Consumer", STACK_SIZE, NULL, PRIORITY, NULL);

// 其他初始化...
}
注意事项

在使用事件标志组时，需要注意避免竞态条件，确保任务间的同步与通信的正确性。

合理安排事件标志位的数量和使用方式，避免资源浪费和效率低下。

在设计系统时，应充分考虑任务间的依赖关系和同步需求，以选择合适的同步机制。
文章来源：牛逼的工程师网友。-END-
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