freeRTOS总结（十四）任务通知

1、任务通知

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
使用队列、信号量、事件标志组时都需另外创建一个结构体，通过中间的结构体进行间接通信！
在这里插入图片描述
使用任务通知时，任务结构体TCB中就包含了内部对象，可以直接接收别人发过来的"通知"
在这里插入图片描述
也就是说任务通知实现任务之间不同过中间结构体完成消息通讯

任务通知值的更新方式
不覆盖接受任务的通知值
覆盖接受任务的通知值
更新接受任务通知值的一个或多个bit
增加接受任务的通知值
只要合理，灵活的利用任务通知的特点，可以在一些场合中替代队列、信号量、事件标志组！

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

2，任务通知值和通知状态

任务都有一个结构体：任务控制块TCB，它里边有两个结构体成员变量：
在这里插入图片描述

任务通知值
任务通知值的更新方式有多种类型：
计数值（数值累加，类似信号量）
相应位置一（类似事件标志组）
任意数值（支持覆写和不覆写，类似队列）

任务通知状态
其中任务通知状态共有3种取值：
在这里插入图片描述

任务未等待通知 ：任务通知默认的初始化状态
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

3，任务通知相关API函数介绍（熟悉）

任务通知API函数主要有两类：①发送通知 ，②接收通知。
注意：发送通知API函数可以用于任务和中断服务函数中；接收通知API函数只能用在任务中。
①发送通知相关API函数：
在这里插入图片描述

#define   	xTaskNotifyAndQuery( xTaskToNotify ,  ulValue ,  eAction ,  pulPreviousNotifyValue  )	 \   xTaskGenericNotify( ( xTaskToNotify ), ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ), ( ulValue ), ( eAction ),( pulPreviousNotifyValue ) )

#define	xTaskNotify  (  xTaskToNotify ,  ulValue ,  eAction  ) 							\   xTaskGenericNotify(  ( xTaskToNotify ) ,  ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ) ,  ( ulValue ) ,  ( eAction ) ,  NULL  )

#define 	xTaskNotifyGive(  xTaskToNotify  )									 \   xTaskGenericNotify(  ( xTaskToNotify ) ,  ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ) ,  ( 0 ) ,   eIncrement ,  NULL )

BaseType_t	 xTaskGenericNotify(  TaskHandle_t 	xTaskToNotify,UBaseType_t 	uxIndexToNotify,uint32_t 		ulValue,eNotifyAction 	eAction,uint32_t * 		pulPreviousNotificationValue  )

在这里插入图片描述
任务通知方式共有以下几种：

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;

在这里插入图片描述
当任务通知用作于信号量时，使用函数获取信号量：ulTaskNotifyTake()
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()

#define ulTaskNotifyTake( xClearCountOnExit  ,   xTicksToWait ) 			\
ulTaskGenericNotifyTake( ( tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY ),			\				( xClearCountOnExit ), 					\				( xTicksToWait ) )

此函数用于接收任务通知值，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
在这里插入图片描述
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#define xTaskNotifyWait(	ulBitsToClearOnEntry, 			\				ulBitsToClearOnExit, 			\				pulNotificationValue, 			\				xTicksToWait) 				\
xTaskGenericNotifyWait( 	tskDEFAULT_INDEX_TO_NOTIFY, 	\				( ulBitsToClearOnEntry ), 			\				( ulBitsToClearOnExit ), 			\				( pulNotificationValue ), 			\				( xTicksToWait )               )

此函数用于获取通知值和清除通知值的指定位值，适用于模拟队列和事件标志组，使用该函数来获取任务通知 。

BaseType_t    xTaskGenericNotifyWait( 	UBaseType_t 	uxIndexToWaitOn,						uint32_t 		ulBitsToClearOnEntry,						uint32_t 		ulBitsToClearOnExit,						uint32_t * 		pulNotificationValue,						TickType_t 		xTicksToWait	    );

在这里插入图片描述
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4，任务通知模拟信号量实验（掌握）

1、实验目的：学习使用 FreeRTOS 中的任务通知功能模拟二值信号量和计数型信号量
2、实验设计：将设计三个任务：start_task、task1、task2
三个任务的功能如下：
start_task 用来创建task1和task2任务
task1 用于按键扫描，当检测到按键KEY0被按下时，将发送任务通知
task2 用于接收任务通知，并打印相关提示信息


#include "freertos_demo.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "event_groups.h"
/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*//* 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*/
/* 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 START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t  task1_handler;
void task1( void * pvParameters );/* 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
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t   task2_handler;
void task2( void * pvParameters );/*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/void freertos_demo(void)
{ xTaskCreate((TaskFunction_t) start_task,(char *)	"start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE) START_TASK_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *)&start_task_handler);//开启任务调度vTaskStartScheduler();}
void start_task( void * pvParameters )
{taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区  任何任务和中断都不能打断当前程序运行*/xTaskCreate((TaskFunction_t) task1,(char *)	"task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK1_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *)&task1_handler	);xTaskCreate((TaskFunction_t) task2,(char *)	"task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK2_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *)&task2_handler	);vTaskDelete(NULL);//删除当前任务也就是开始任务taskEXIT_CRITICAL();}
/* 任务一,用于扫描按键，当KEY0按下，发送任务通知值 */
void task1( void * pvParameters )
{uint8_t key;while(1){key=key_scan(0);if(key==KEY0_PRES){printf("任务通知模拟二值信号量释放！\r\n");//发送通知不带通知值 参数为通知的任务句柄xTaskNotifyGive(task2_handler);}vTaskDelay(10);}}
/* 任务二，读取队列集中的消息并打印*/
void task2( void * pvParameters )
{uint32_t rev =0 ;while(1){//返回值为任务调用期间接收到的任务通知次数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");printf("rev val is %ld\r\n",rev);}}
}

5，任务通知模拟消息邮箱实验（掌握）

1、实验目的：学习使用 FreeRTOS 中的任务通知功能模拟消息邮箱
2、实验设计：将设计三个任务：start_task、task1、task2
三个任务的功能如下：
start_task 用于按键扫描，将按下的按键键值通过任务通知发送给指定任务
task2 用于接收任务通知，并根据接收到的数据做相应动作


#include "freertos_demo.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "event_groups.h"
/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*//* 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
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );/* 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
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task1_handler;
void task1( void * pvParameters );/* 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
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task2_handler;
void task2( void * pvParameters );/******************************************************************************************************/
/*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/
void freertos_demo(void)
{    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   start_task,(char *                 )   "start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   START_TASK_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &start_task_handler );vTaskStartScheduler();
}void start_task( void * pvParameters )
{taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区 */xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task1,(char *                 )   "task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK1_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &task1_handler );xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task2,(char *                 )   "task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK2_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &task2_handler );vTaskDelete(NULL);taskEXIT_CRITICAL();                /* 退出临界区 */
}/* 任务一，发送任务通知值 */
void task1( void * pvParameters )
{uint8_t key = 0;while(1) {key = key_scan(0);if((key != 0) && (task2_handler != NULL)){printf("任务通知模拟消息邮箱发送，发送的键值为：%d\r\n",key);xTaskNotify( task2_handler, key, eSetValueWithOverwrite );}vTaskDelay(10);}
}/* 任务二，接收任务通知值 */
void task2( void * pvParameters )
{uint32_t noyify_val = 0;while(1){xTaskNotifyWait( 0, 0xFFFFFFFF, &noyify_val, portMAX_DELAY );switch(noyify_val){case KEY0_PRES:{printf("接收到的通知值为：%d\r\n",noyify_val);LED0_TOGGLE();break;}case KEY1_PRES:{printf("接收到的通知值为：%d\r\n",noyify_val);LED1_TOGGLE();break;}default : break;}}
}

任务通知模拟事件标志组实验（掌握）

1、实验目的：学习使用 FreeRTOS 中的任务通知功能模拟事件标志组
2、实验设计：将设计三个任务：start_task、task1、task2
三个任务的功能如下：
start_task 用来创建task1和task2任务
task1 用于按键扫描，当检测到按键按下时，发送任务通知设置不同标志位
task2 用于接收任务通知，并打印相关提示信息

#define START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t  task1_handler;
void task1( void * pvParameters );/* 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
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t   task2_handler;
void task2( void * pvParameters );#define EVENTBIT_0  (1 << 0)
#define EVENTBIT_1  (1 << 1)/*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/void freertos_demo(void)
{ xTaskCreate((TaskFunction_t) start_task,(char *)	"start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE) START_TASK_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *)&start_task_handler);//开启任务调度vTaskStartScheduler();}
void start_task( void * pvParameters )
{taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区  任何任务和中断都不能打断当前程序运行*/xTaskCreate((TaskFunction_t) task1,(char *)	"task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK1_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *)&task1_handler	);xTaskCreate((TaskFunction_t) task2,(char *)	"task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK2_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *)&task2_handler	);vTaskDelete(NULL);//删除当前任务也就是开始任务taskEXIT_CRITICAL();}
/* 任务一,用于扫描按键，当KEY0按下，发送任务通知值 */
void task1( void * pvParameters )
{uint8_t key;while(1){key=key_scan(0);if(key==KEY0_PRES){printf("将bit0位置为1\r\n");xTaskNotify(task2_handler,EVENTBIT_0,eSetBits);}else if(key==KEY1_PRES){printf("将bit1位置为1\r\n");xTaskNotify(task2_handler,EVENTBIT_1,eSetBits);}vTaskDelay(10);}}
/* 任务二，读取队列集中的消息并打印*/
void task2( void * pvParameters )
{uint32_t rev =0 ;uint32_t event_bit =0;while(1){//接收前通知值不清零，接收后通知值全部清零，通知值给到revxTaskNotifyWait(0,0xFFFFFFFF,&rev,portMAX_DELAY);if(rev&EVENTBIT_0){event_bit|=EVENTBIT_0;}if(rev&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;}}
}

7、模拟计数信号量

#include "freertos_demo.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./MALLOC/malloc.h"
/*FreeRTOS*********************************************************************************************/
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "event_groups.h"
/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*//* 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*/
/* 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 START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t  task1_handler;
void task1( void * pvParameters );/* 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
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t   task2_handler;
void task2( void * pvParameters );/*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/void freertos_demo(void)
{ xTaskCreate((TaskFunction_t) start_task,(char *)	"start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE) START_TASK_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *)&start_task_handler);//开启任务调度vTaskStartScheduler();}
void start_task( void * pvParameters )
{taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区  任何任务和中断都不能打断当前程序运行*/xTaskCreate((TaskFunction_t) task1,(char *)	"task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK1_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *)&task1_handler	);xTaskCreate((TaskFunction_t) task2,(char *)	"task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE) TASK2_STACK_SIZE,(void *) NULL,(UBaseType_t) TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *)&task2_handler	);vTaskDelete(NULL);//删除当前任务也就是开始任务taskEXIT_CRITICAL();}
/* 任务一,用于扫描按键，当KEY0按下，发送任务通知值 */
void task1( void * pvParameters )
{uint8_t key;while(1){key=key_scan(0);if(key==KEY0_PRES){printf("任务通知模拟计数信号量被释放\r\n");xTaskNotifyGive(task2_handler);}vTaskDelay(10);}}
/* 任务二，读取队列集中的消息并打印*/
void task2( void * pvParameters )
{uint32_t rev =0 ;while(1){rev=ulTaskNotifyTake(pdFALSE,portMAX_DELAY);if(rev!=0){printf("rev:%d\r\n",rev);}vTaskDelay(1000);}
}

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