实用指南：FreeRTOS 事件组详解

1. 事件组基本概念

1.1 与队列、信号量的区别

事件组与队列、信号量有两个主要区别：

唤醒机制不同：

• 队列、信号量：事件发生时，只会唤醒一个任务

• 事件组：事件发生时，会唤醒所有符合条件的任务，具有"广播"作用

事件处理方式不同：

• 队列、信号量：消耗型资源（队列数据被读走就消失；信号量被获取后减少）

• 事件组：被唤醒的任务可以选择是否清除事件

2. 事件组操作流程

2.1 基本使用流程

1. 创建事件组

2. 任务C、D等待事件

3. 任务A、B产生事件

2.2 事件等待选项

• 等待类型：可以等待某一位、某些位中的任意一个（或关系），或等待多位同时成立（与关系）

• 清除选项：可选择在获取事件后清除或保留事件

• 

3. 事件组API详解

3.1 创建事件组

动态创建：

c

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void);

• 内部自动分配事件组结构体内存

• 返回句柄，非NULL表示成功

静态创建：

c

EventGroupHandle_t xEventGroupCreateStatic(StaticEventGroup_t *pxEventGroupBuffer);

• 需要预先分配StaticEventGroup_t结构体

• 避免动态内存分配，适合内存受限场景

3.2 删除事件组

c

void vEventGroupDelete(EventGroupHandle_t xEventGroup);

• 删除动态创建的事件组，回收内存

• 参数：要删除的事件组句柄

3.3 设置事件

在任务中设置：

c

EventBits_t xEventGroupSetBits(EventGroupHandle_t xEventGroup, 
                              const EventBits_t uxBitsToSet);

• 设置事件组中的特定位

• 可以同时设置多个位（如0x15表示设置bit4、bit2、bit0）

在ISR中设置：

c

BaseType_t xEventGroupSetBitsFromISR(EventGroupHandle_t xEventGroup,
                                   const EventBits_t uxBitsToSet,
                                   BaseType_t *pxHigherPriorityTaskWoken);

• 通过向FreeRTOS后台任务发送队列数据来间接设置事件组

• 避免在ISR中直接执行可能唤醒多个任务的操作

3.4 等待事件

c

EventBits_t xEventGroupWaitBits(EventGroupHandle_t xEventGroup,
                               const EventBits_t uxBitsToWaitFor,
                               const BaseType_t xClearOnExit,
                               const BaseType_t xWaitForAllBits,
                               TickType_t xTicksToWait);

参数详解：

参数	说明
xEventGroup	要等待的事件组句柄
uxBitsToWaitFor	要等待的位（位掩码）
xWaitForAllBits	测试方式：pdTRUE-所有位都为1（与关系），pdFALSE-任意位为1（或关系）
xClearOnExit	退出时是否清除事件：pdTRUE-清除，pdFALSE-保留
xTicksToWait	阻塞超时时间：0-立即返回，portMAX_DELAY-无限等待，具体tick数

返回值：

• 事件发生时：返回"非阻塞条件成立"时的事件值

• 超时退出：返回超时时刻的事件值

4. 事件等待示例分析

4.1 "与"关系等待（所有位必须为1）

c

// 示例1：等待bit0和bit2同时为1
EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(xEventGroup, 
                                        0x05,  // bit0和bit2
                                        pdTRUE, // 退出时清除
                                        pdTRUE, // 等待所有位
                                        portMAX_DELAY);

// 事件组值变化过程：
// 初始值: 0100 (只有bit2为1) → 任务阻塞
// 设置bit0: 0101 → 满足条件，任务唤醒

4.2 "或"关系等待（任意位为1即可）

c

// 示例2：等待bit1或bit2任意一个为1
EventBits_t uxBits = xEventGroupWaitBits(xEventGroup,
                                        0x06,  // bit1和bit2
                                        pdTRUE, // 退出时清除
                                        pdFALSE, // 等待任意位
                                        100);   // 等待100个tick

// 事件组值变化过程：
// 初始值: 0100 (bit2为1) → 立即满足条件，任务不阻塞

5. 实际代码示例

5.1 基本事件组使用

c

// 定义事件位
#define TASK_READY_BIT    (1 << 0)
#define DATA_READY_BIT    (1 << 1)
#define ERROR_BIT         (1 << 2)

EventGroupHandle_t xEventGroup;

// 任务A：设置事件
void vTaskA(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        // 执行某些操作...
        xEventGroupSetBits(xEventGroup, TASK_READY_BIT);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}

// 任务B：等待事件
void vTaskB(void *pvParameters)
{
    const EventBits_t xBitsToWaitFor = TASK_READY_BIT | DATA_READY_BIT;
    
    while(1)
    {
        // 等待任意一个事件发生（或关系）
        EventBits_t xEvent = xEventGroupWaitBits(
            xEventGroup,           // 事件组句柄
            xBitsToWaitFor,        // 等待的位
            pdTRUE,                // 退出时清除事件
            pdFALSE,               // 或关系：任意位为1即可
            portMAX_DELAY);        // 无限等待
        
        if((xEvent & TASK_READY_BIT) != 0)
        {
            // 处理TASK_READY事件
        }
        
        if((xEvent & DATA_READY_BIT) != 0)
        {
            // 处理DATA_READY事件
        }
    }
}

5.2 复杂事件条件处理

c

// 等待多个条件同时满足（与关系）
void vComplexTask(void *pvParameters)
{
    // 等待系统就绪且数据有效
    const EventBits_t xAllRequiredBits = TASK_READY_BIT | DATA_READY_BIT;
    
    while(1)
    {
        EventBits_t xEvent = xEventGroupWaitBits(
            xEventGroup,
            xAllRequiredBits,
            pdTRUE,        // 清除事件
            pdTRUE,        // 与关系：所有位必须为1
            pdMS_TO_TICKS(5000));  // 最多等待5秒
        
        if((xEvent & xAllRequiredBits) == xAllRequiredBits)
        {
            // 所有条件满足，执行操作
        }
        else
        {
            // 超时，处理超时逻辑
        }
    }
}

6. 重要注意事项

6.1 原子操作优势

使用xClearOnExit参数为pdTRUE时，事件组的测试和清零在xEventGroupWaitBits()函数内部原子完成，避免了任务切换导致的事件状态不一致问题。

6.2 ISR中的特殊处理

在ISR中使用xEventGroupSetBitsFromISR()时需要注意：

• 实际设置操作由后台任务执行，存在延迟

• 可能唤醒多个任务，带来不确定性

• 需要检查pxHigherPriorityTaskWoken参数，必要时进行任务切换

6.3 事件位管理

• 合理规划事件位分配，避免冲突

• 使用宏定义提高代码可读性

• 注意事件位的清除时机，避免误清除