STM32任务通知

news/2024/11/29 5:45:59/

目录

什么是任务通知？

任务通知值的更新方式

任务通知的优势和劣势

任务通知的优势

任务通知的劣势

任务通知相关 API 函数

2. 等待通知

实操

1. 模拟二值信号量

2. 模拟计数型信号量

3. 模拟事件标志组

4. 模拟邮箱

什么是任务通知？

FreeRTOS 从版本 V8.2.0 开始提供任务通知这个功能，每个任务都有一个 32 位的通知值。按照
FreeRTOS 官方的说法，使用消息通知比通过二进制信号量方式解除阻塞任务快 45% ， 并且更加
省内存（无需创建队列）。
在大多数情况下，任务通知可以替代二值信号量、计数信号量、事件标志组，可以替代长度为 1
的队列（可以保存一个 32 位整数或指针值），并且任务通知速度更快、使用的 RAM 更少！

任务通知值的更新方式

FreeRTOS 提供以下几种方式发送通知给任务 ：
  • 发送消息给任务，如果有通知未读， 不覆盖通知值
  • 发送消息给任务，直接覆盖通知值
  • 发送消息给任务，设置通知值的一个或者多个位
  • 发送消息给任务，递增通知值
  • 通过对以上方式的合理使用，可以在一定场合下替代原本的队列、信号量、事件标志组等。

任务通知的优势和劣势

任务通知的优势

1. 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。
2. 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

1. 只有任务可以等待通知，中断服务函数中不可以，因为中断没有 TCB 。
2. 通知只能一对一，因为通知必须指定任务。
3. 等待通知的任务可以被阻塞， 但是发送消息的任务，任何情况下都不会被阻塞等待。
4. 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。

任务通知相关 API 函数

1. 发送通知
函数
描述
xTaskNotify()
发送通知，带有通知值
xTaskNotifyAndQuery()
发送通知，带有通知值并且保留接收任务的原通知值
xTaskNotifyGive()
发送通知，不带通知值
xTaskNotifyFromISR()
在中断中发送任务通知
xTaskNotifyAndQueryFromISR()
在中断中发送任务通知
vTaskNotifyGiveFromISR()
在中断中发送任务通知
BaseType_t xTaskNotify ( TaskHandle_t xTaskToNotify ,
uint32_t ulValue ,
eNotifyAction eAction );
参数：
xTaskToNotify ：需要接收通知的任务句柄；
ulValue ：用于更新接收任务通知值， 具体如何更新由形参 eAction 决定；
eAction ：一个枚举，代表如何使用任务通知的值；

枚举值
描述
eNoAction
发送通知，但不更新值（参数 ulValue 未使用）
eSetBits
被通知任务的通知值按位或 ulValue 。（某些场景下可代替事 件组，效率更高）
eIncrement
被通知任务的通知值增加 1 （参数 ulValue 未使用），相当于 xTaskNotifyGive
eSetValueWithOverWrite
被通知任务的通知值设置为 ulValue 。（某些场景下可代替 xQueueOverwrite ，效率更高）
eSetValueWithoutOverwrite
如果被通知的任务当前没有通知，则被通知的任务的通知值 设为ulValue 。
如果被通知任务没有取走上一个通知，又接收到了一个通
知，则这次通知值丢弃，在这种情况下视为调用失败并返回 pdFALSE
（某些场景下可代替 xQueueSend ，效率更高）
返回值：
如果被通知任务还没取走上一个通知，又接收了一个通知，则这次通知值未能更新并返回
pdFALSE ， 而其他情况均返回 pdPASS 。
BaseType_t xTaskNotifyAndQuery ( TaskHandle_t xTaskToNotify ,
uint32_t ulValue ,
eNotifyAction eAction ,
uint32_t * pulPreviousNotifyValue );
参数：
xTaskToNotify ：需要接收通知的任务句柄； ulValue ：用于更新接收任务通知值， 具体如何更新
由形参 eAction 决定； eAction ：一个枚举，代表如何使用任务通知的值；
pulPreviousNotifyValue ：对象任务的上一个任务通知值，如果为 NULL ， 则不需要回传， 这个时
候就等价于函数 xTaskNotify() 。
返回值：
如果被通知任务还没取走上一个通知，又接收了一个通知，则这次通知值未能更新并返回
pdFALSE ， 而其他情况均返回 pdPASS 。
BaseType_t xTaskNotifyGive ( TaskHandle_t xTaskToNotify );
参数：
xTaskToNotify ：接收通知的任务句柄， 并让其自身的任务通知值加 1 。
返回值：
总是返回 pdPASS 。

2. 等待通知

等待通知 API 函数只能用在任务，不可应用于中断中！
函数
描述
ulTaskNotifyTake()
获取任务通知，可以设置在退出此函数的时候将任务通知值清零或者减 一。当任务通知用作二值信号量或者计数信号量的时候，使用此函数来获取信号量。
xTaskNotifyWait()
获取任务通知，比  ulTaskNotifyTak() 更为复杂，可获取通知值和清除通知值的指定位
uint32_t ulTaskNotifyTake ( BaseType_t xClearCountOnExit ,
TickType_t xTicksToWait );
参数：
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（二
值信号量）； pdFALSE ：把通知值减一（计数型信号量）； xTicksToWait ：阻塞等待任务通知值
的最大时间；
返回值：
0 ：接收失败 非 0 ：接收成功，返回任务通知的通知值
BaseType_t xTaskNotifyWait ( uint32_t ulBitsToClearOnEntry ,
uint32_t ulBitsToClearOnExit ,
uint32_t * pulNotificationValue ,
TickType_t xTicksToWait );

ulBitsToClearOnEntry ：函数执行前清零任务通知值那些位 。
ulBitsToClearOnExit ：表示在函数退出前，清零任务通知值那些位，在清 0 前，接收到的任务通知值会先被保存到形参 *pulNotificationValue 中。
pulNotificationValue ：用于保存接收到的任务通知值。 如果不需要使 用，则设置为 NULL 即可 。 xTicksToWait ：等待消息通知的最大等待时间。

实操

1. 模拟二值信号量 

void StartTaskSend(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskSend *//* Infinite loop */for(;;){if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){xTaskNotifyGive(TaskReceiveHandle);printf("二值信号量放入成功\r\n");}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}/* USER CODE END StartTaskSend */
}/* USER CODE BEGIN Header_StartTaskReceive */
/**
* @brief Function implementing the TaskReceive thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTaskReceive */
void StartTaskReceive(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskReceive */uint32_t rev=0;/* Infinite loop */for(;;){if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){rev=ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);if(rev!=0)printf("二值信号量获取成功\r\n");}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}/* USER CODE END StartTaskReceive */
}/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application *//* USER CODE END Application */

2. 模拟计数型信号量 

/* USER CODE END Header_StartTaskSend */
void StartTaskSend(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskSend *//* Infinite loop */for(;;){if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){xTaskNotifyGive(TaskReceiveHandle);printf("计数信号量放入成功\r\n");}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}/* USER CODE END StartTaskSend */
}/* USER CODE BEGIN Header_StartTaskReceive */
/**
* @brief Function implementing the TaskReceive thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTaskReceive */
void StartTaskReceive(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskReceive */uint32_t rev=0;/* Infinite loop */for(;;){if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){rev=ulTaskNotifyTake(pdFALSE, portMAX_DELAY);if(rev!=0)printf("计数信号量获取成功 %d\r\n",rev);}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}/* USER CODE END StartTaskReceive */
}/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application *//* USER CODE END Application */

3. 模拟事件标志组 

/* USER CODE END Header_StartTaskSend */
void StartTaskSend(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskSend *//* Infinite loop */for(;;){if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){printf("将bit0位置1\r\n");xTaskNotify(TaskReceiveHandle, 0x01, eSetBits);}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);}if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){printf("将bit1位置1\r\n");xTaskNotify(TaskReceiveHandle, 0x02, eSetBits);}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}/* USER CODE END StartTaskSend */
}/* USER CODE BEGIN Header_StartTaskReceive */
/**
* @brief Function implementing the TaskReceive thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTaskReceive */
void StartTaskReceive(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskReceive */uint32_t notify_val = 0, event_bit = 0;/* Infinite loop */for(;;){xTaskNotifyWait(0, 0xFFFFFFFF, &notify_val, portMAX_DELAY);if (notify_val & 0x01)event_bit |= 0x01;if (notify_val & 0x02)event_bit |= 0x02;if (event_bit == (0x01 | 0x02)){printf("任务通知模拟事件标志组接收成功！\r\n");event_bit = 0;}osDelay(1);}/* USER CODE END StartTaskReceive */
}/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application *//* USER CODE END Application */

4. 模拟邮箱

/* USER CODE END Header_StartTaskSend */
void StartTaskSend(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskSend *//* Infinite loop */for(;;){if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){printf("按键1按下\r\n");xTaskNotify(TaskReceiveHandle, 1, eSetValueWithoutOverwrite);}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);}if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){osDelay(20);if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){printf("按键2按下\r\n");xTaskNotify(TaskReceiveHandle, 2, eSetValueWithoutOverwrite);}while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);}osDelay(10);}/* USER CODE END StartTaskSend */
}/* USER CODE BEGIN Header_StartTaskReceive */
/**
* @brief Function implementing the TaskReceive thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTaskReceive */
void StartTaskReceive(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN StartTaskReceive */uint32_t notify_val = 0, event_bit = 0;/* Infinite loop */for(;;){xTaskNotifyWait(0, 0xFFFFFFFF, &notify_val, portMAX_DELAY);printf("接收到的通知值为：%d\r\n", notify_val);osDelay(1);}/* USER CODE END StartTaskReceive */
}/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application *//* USER CODE END Application */


http://www.ppmy.cn/news/429205.html

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