freertos——任务通知知识总结与任务通知模拟及信号量实验、消息邮箱实验、事件标志组实验
2024-01-08 10:06:26
1.任务通知概念
任务通知：用来通知任务的，任务控制块中的结构体成员变量 ulNotifiedValue就是这个通知值，不需要另外创建一个结构体可以直接接受别人发过来的通知
2.任务通知的优势及劣势
任务通知的优势：
效率更高 ：使用任务通知向任务发送事件或数据比使用队列、事件标志组或信号量快得多
使用内存更小：使用其他方法时都要先创建对应的结构体，使用任务通知时无需额外创建结构体
任务通知的劣势：
无法发送数据给ISR：ISR没有任务结构体，所以无法给ISR发送数据。但是ISR可以使用任务通知的功能，发数据给任务。
无法广播给多个任务：任务通知只能是被指定的一个任务接收并处理
无法缓存多个数据：任务通知是通过更新任务通知值来发送数据的，任务结构体中只有一个任务通知值，只能保持一个数据。
发送受阻不支持阻塞：发送方无法进入阻塞状态等待
3.任务结构体中任务通知值和通知状态
typedef struct tskTaskControlBlock
{
… …
#if ( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )
volatile uint32_t ulNotifiedValue [ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
volatile uint8_t ucNotifyState [ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
endif
… …
} tskTCB;
#define configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES 1 /* 定义任务通知数组的大小, 默认: 1
一个是 uint32_t 类型，用来表示通知值
一个是 uint8_t 类型，用来表示通知状态
4 任务通知状态
#define taskNOT_WAITING_NOTIFICATION ( ( uint8_t ) 0 ) /* 任务未等待通知 /
#define taskWAITING_NOTIFICATION ( ( uint8_t ) 1 ) / 任务在等待通知 /
#define taskNOTIFICATION_RECEIVED ( ( uint8_t ) 2 ) / 任务在等待接收 */
未等待通知：初始化状态
等待通知：接收方已经准备好了（调用了接收任务通知函数），等待发送方给个通知
等待接收：发送方已经发送出去（调用了发送任务通知函数），等待接收方接收
5.任务通知API函数
1）发送通知相关API函数
注意;发送通知API函数可以用于任务和中断服务函数中
BaseType_t xTaskGenericNotify( TaskHandle_t xTaskToNotify,
UBaseType_t uxIndexToNotify,
uint32_t ulValue,
eNotifyAction eAction,
uint32_t * pulPreviousNotificationValue）
2）接收任务通知相关API函数
1）#define ulTaskNotifyTake( xClearCountOnExit , xTicksToWait )
ulTaskGenericNotifyTake( ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ),
( xClearCountOnExit ),
\ ( xTicksToWait ) )
形参： uxIndexToWaitOn 任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
xClearCountOnExit 指定在成功接收通知后，将通知值清零或减 1，
pdTRUE：把通知值清零；
pdFALSE：把通知值减一
xTicksToWait 阻塞等待任务通知值的最大时间
返回值：0 接收失败
其他 接收成功，返回任务通知的通知值
2）#define xTaskNotifyWait( ulBitsToClearOnEntry, \
ulBitsToClearOnExit, \
pulNotificationValue, \
xTicksToWait)
xTaskGenericNotifyWait( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY,
\ ( ulBitsToClearOnEntry ),
\ ( ulBitsToClearOnExit ),
\ ( pulNotificationValue ),
\ ( xTicksToWait ) )
形参： uxIndexToWaitOn 任务的指定通知（任务通知相关数组成员）
ulBitesToClearOnEntry 等待前清零指定任务通知值的比特位（旧值对应bit清0）
ulBitsToClearOnExit 成功等待后清零指定的任务通知值比特位（新值对应bit清0）
pulNotificationValue 用来取出通知值（如果不需要取出，可设为NULL）
xTicksToWait 阻塞等待任务通知值的最大时间
返回值：0 接收失败
其他 接收成功，返回任务通知的通知值
总结：
1）当任务通知用作于信号量时，使用函数获取信号量：ulTaskNotifyTake()
2）当任务通知用作于事件标志组或队列时，使用此函数来获取： xTaskNotifyWait()
6.任务通知的几种方式
typedef enum
{
eNoAction = 0, /* 无操作 /
eSetBits / 更新指定bit /
eIncrement / 通知值加一 /
eSetValueWithOverwrite / 覆写的方式更新通知值 /
eSetValueWithoutOverwrite / 不覆写通知值 */
} eNotifyAction;
7.任务通知模拟信号量实验
代码：
#include "freertos_demo.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/*1.FreeRTOS配置*/
/* 1.1 START_TASK 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define START_TASK_PRIO 1 /* 任务优先级 */
#define START_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t StartTask_Handler; /* 任务句柄 */
void start_task(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* 1.2 TASK1 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK1_PRIO 2 /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task1Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* 1.3 TASK2 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK2_PRIO 3 /* 任务优先级 */
#define TASK2_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task2Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task2(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/**
* 2 FreeRTOS例程入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void freertos_demo(void)
{
xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, /* 任务函数 */
(const char* )"start_task", /* 任务名称 */
(uint16_t )START_STK_SIZE, /* 任务堆栈大小 */
(void* )NULL, /* 传入给任务函数的参数 */
(UBaseType_t )START_TASK_PRIO, /* 任务优先级 */
(TaskHandle_t* )&StartTask_Handler); /* 任务句柄 */
vTaskStartScheduler();
}
/**
* 3 start_task
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void start_task(void *pvParameters)
{
taskENTER_CRITICAL(); /* 进入临界区 */
/* 创建任务1 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,
(const char* )"task1",
(uint16_t )TASK1_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK1_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task1Task_Handler);
/* 创建任务2 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,
(const char* )"task2",
(uint16_t )TASK2_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK2_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task2Task_Handler);
vTaskDelete(StartTask_Handler); /* 删除开始任务 */
taskEXIT_CRITICAL(); /* 退出临界区 */
}
/**
* 3 task1发送任务通知值
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task1(void *pvParameters)
{
uint8_t key = 0;
while (1)
{
key = key_scan(0);
switch (key)
{
case KEY0_PRES: /* 发送任务通知 */
{
xTaskNotifyGive(Task2Task_Handler);
printf("任务通知发送，模拟二值信号量释放！\r\n");
break;
}
default:
{
break;
}
}
vTaskDelay(10);
}
}
/**
* 3 task2 接收任务通知值
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task2(void *pvParameters)
{
uint32_t rev = 0;
while (1)
{
rev = ulTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY);
if(rev != 0)
{
printf("接收任务通知成功，模拟获取二值信号量！\r\n");
}
}
}
8.任务通知模拟计数型信号量实验
void task2(void *pvParameters)
{
uint32_t rev = 0;
while (1)
{
rev = ulTaskNotifyTake(pdTRUE,portMAX_DELAY);
if(rev != 0)
{
printf("rev:%d\r\n",rev);
}
vTaskDelay(1000);
}
}
9.任务通知模拟事件标志组实验
#include "freertos_demo.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/******************************************************************************************************/
/*1.FreeRTOS配置*/
/* 1.1 START_TASK 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define START_TASK_PRIO 1 /* 任务优先级 */
#define START_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t StartTask_Handler; /* 任务句柄 */
void start_task(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* 1.2 TASK1 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK1_PRIO 2 /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task1Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* 1.3 TASK2 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK2_PRIO 3 /* 任务优先级 */
#define TASK2_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task2Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task2(void *pvParameters); /* 任务函数 */
//1.4 位0、位1宏定义
#define EVENTBIT_0 (1 << 0)
#define EVENTBIT_1 (1 << 1)
/**
* 2 FreeRTOS例程入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void freertos_demo(void)
{
xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, /* 任务函数 */
(const char* )"start_task", /* 任务名称 */
(uint16_t )START_STK_SIZE, /* 任务堆栈大小 */
(void* )NULL, /* 传入给任务函数的参数 */
(UBaseType_t )START_TASK_PRIO, /* 任务优先级 */
(TaskHandle_t* )&StartTask_Handler); /* 任务句柄 */
vTaskStartScheduler();
}
/**
* 3 start_task
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void start_task(void *pvParameters)
{
taskENTER_CRITICAL(); /* 进入临界区 */
/* 创建任务1 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,
(const char* )"task1",
(uint16_t )TASK1_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK1_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task1Task_Handler);
/* 创建任务2 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,
(const char* )"task2",
(uint16_t )TASK2_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK2_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task2Task_Handler);
vTaskDelete(StartTask_Handler); /* 删除开始任务 */
taskEXIT_CRITICAL(); /* 退出临界区 */
}
/**
* 3 task1发送任务通知值
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task1(void *pvParameters)
{
uint8_t key = 0;
while (1)
{
key = key_scan(0);
switch (key)
{
case KEY0_PRES: /* 发送任务通知 */
{
printf("将bit0位置置1\r\n");
xTaskNotify( Task2Task_Handler,EVENTBIT_0, eSetBits);
break;
}
case KEY1_PRES: /* 发送任务通知 */
{
printf("将bit1位置置1\r\n");
xTaskNotify( Task2Task_Handler,EVENTBIT_1, eSetBits);
break;
}
default:
{
break;
}
}
vTaskDelay(10);
}
}
/**
* 3 task2 接收任务通知值
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task2(void *pvParameters)
{
uint32_t notify_val = 0,event_bit=0;
while (1)
{
xTaskNotifyWait( 0, 0xFFFFFFFF,¬ify_val,portMAX_DELAY);
if(notify_val & EVENTBIT_0)
{
event_bit |= EVENTBIT_0;
}
if(notify_val & EVENTBIT_1)
{
event_bit |= EVENTBIT_1;
}
if(event_bit ==( EVENTBIT_0 | EVENTBIT_1))
{
printf("任务通知模拟事件标志组接收成功\r\n");
event_bit = 0;
}
}
}
10.任务通知模拟消息邮箱实验
#include "freertos_demo.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/******************************************************************************************************/
/*1.FreeRTOS配置*/
/* 1.1 START_TASK 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define START_TASK_PRIO 1 /* 任务优先级 */
#define START_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t StartTask_Handler; /* 任务句柄 */
void start_task(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* 1.2 TASK1 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK1_PRIO 2 /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task1Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/* 1.3 TASK2 任务 配置
* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
*/
#define TASK2_PRIO 3 /* 任务优先级 */
#define TASK2_STK_SIZE 128 /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task2Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task2(void *pvParameters); /* 任务函数 */
/******************************************************************************************************/
/**
* 2 FreeRTOS例程入口函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void freertos_demo(void)
{
xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, /* 任务函数 */
(const char* )"start_task", /* 任务名称 */
(uint16_t )START_STK_SIZE, /* 任务堆栈大小 */
(void* )NULL, /* 传入给任务函数的参数 */
(UBaseType_t )START_TASK_PRIO, /* 任务优先级 */
(TaskHandle_t* )&StartTask_Handler); /* 任务句柄 */
vTaskStartScheduler();
}
/**
* 3 start_task
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void start_task(void *pvParameters)
{
taskENTER_CRITICAL(); /* 进入临界区 */
/* 创建任务1 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,
(const char* )"task1",
(uint16_t )TASK1_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK1_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task1Task_Handler);
/* 创建任务2 */
xTaskCreate((TaskFunction_t )task2,
(const char* )"task2",
(uint16_t )TASK2_STK_SIZE,
(void* )NULL,
(UBaseType_t )TASK2_PRIO,
(TaskHandle_t* )&Task2Task_Handler);
vTaskDelete(StartTask_Handler); /* 删除开始任务 */
taskEXIT_CRITICAL(); /* 退出临界区 */
}
/**
* 3 task1发送任务通知值
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task1(void *pvParameters)
{
uint8_t key = 0;
while (1)
{
key = key_scan(0);
if((key != 0) && (Task2Task_Handler != NULL))
{
printf("任务通知模拟消息邮箱发送，发送的键值：%d\r\n",key);
xTaskNotify(Task2Task_Handler,key,eSetValueWithOverwrite);
}
vTaskDelay(10);
}
}
/**
* 3 task2 接收任务通知值
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void task2(void *pvParameters)
{
uint32_t notify_val = 0;
while (1)
{
xTaskNotifyWait(0,0xFFFFFFFF,¬ify_val,portMAX_DELAY);
switch(notify_val)
{
case KEY0_PRES:
printf("接收到的通知为：%d\r\n",notify_val);
LED0_TOGGLE();
break;
case KEY1_PRES:
printf("接收到的通知为：%d\r\n",notify_val);
LED1_TOGGLE();
break;
default :
break;
}
}
}
文章来源:https://blog.csdn.net/m0_73502349/article/details/135391417
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