2025最新超详细FreeRTOS入门教程：第七章 FreeRTOS事件组

摘要

在前面几章中，我们学习了 信号量与互斥量，它们可以解决任务间同步和资源保护的问题。但在一些复杂系统中，我们需要让多个任务 等待多个事件的组合，例如：

• 一个任务需要等 多个外设都准备好 才能继续运行
• 一个通信任务需要等到 接收完成 + 校验成功 后才能继续处理
• 一个控制任务需要等到 多个信号同时到达 才能执行逻辑

这时候，使用 事件组（Event Group） 是最佳选择。
事件组 允许我们以“位”的方式管理多个事件，任务可以等待某些事件的 任意组合（OR关系） 或 全部满足（AND关系）。

---

一、事件组的基本概念

1. 什么是事件组

• 事件组本质上是一个 32位变量（最多 24 位可用，低 8 位由系统保留）
• 每一位（bit）代表一个事件
• 任务可以等待 一个或多个事件位 置位后再继续执行

2. 应用场景

• 多任务同步：多个任务等待同一个事件
• 多事件同步：一个任务等待多个事件组合
• 中断与任务同步：ISR 设置事件，任务响应事件

---

二、事件组 API

1. 创建与删除

EventGroupHandle_t xEventGroupCreate(void);
void vEventGroupDelete(EventGroupHandle_t xEventGroup);

---

2. 设置事件位

EventBits_t xEventGroupSetBits(
   EventGroupHandle_t xEventGroup,
   const EventBits_t uxBitsToSet
);

ISR 中使用：

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

---

3. 等待事件位

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

参数说明：

• uxBitsToWaitFor：等待的事件位（如 BIT_0 | BIT_1）
• xClearOnExit：是否在退出时自动清除事件位
• xWaitForAllBits：是否等待所有位满足（AND）
• xTicksToWait：阻塞时间

---

4. 清除事件位

EventBits_t xEventGroupClearBits(
   EventGroupHandle_t xEventGroup,
   const EventBits_t uxBitsToClear
);

---

三、事件组使用示例

示例：等待 WiFi 和 MQTT 同时连接成功

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "event_groups.h"

#define WIFI_CONNECTED_BIT  (1 << 0)
#define MQTT_CONNECTED_BIT  (1 << 1)

EventGroupHandle_t xEventGroup;

void vTaskWiFi(void *pvParameters)
{
    vTaskDelay(2000);
    printf("WiFi 连接成功\n");
    xEventGroupSetBits(xEventGroup, WIFI_CONNECTED_BIT);
    vTaskDelete(NULL);
}

void vTaskMQTT(void *pvParameters)
{
    vTaskDelay(3000);
    printf("MQTT 连接成功\n");
    xEventGroupSetBits(xEventGroup, MQTT_CONNECTED_BIT);
    vTaskDelete(NULL);
}

void vTaskMain(void *pvParameters)
{
    EventBits_t uxBits;
    printf("等待WiFi和MQTT连接...\n");

    uxBits = xEventGroupWaitBits(
        xEventGroup,
        WIFI_CONNECTED_BIT | MQTT_CONNECTED_BIT,
        pdTRUE,  // 清除位
        pdTRUE,  // 等待所有位
        portMAX_DELAY
    );

    if((uxBits & (WIFI_CONNECTED_BIT | MQTT_CONNECTED_BIT)) ==
       (WIFI_CONNECTED_BIT | MQTT_CONNECTED_BIT))
    {
        printf("网络环境就绪，开始业务处理\n");
    }

    vTaskDelete(NULL);
}

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();

    xEventGroup = xEventGroupCreate();

    xTaskCreate(vTaskWiFi, "WiFi", 128, NULL, 2, NULL);
    xTaskCreate(vTaskMQTT, "MQTT", 128, NULL, 2, NULL);
    xTaskCreate(vTaskMain, "Main", 128, NULL, 1, NULL);

    vTaskStartScheduler();
    while(1) {}
}

运行结果

• WiFi 和 MQTT 任务分别连接
• Main 任务阻塞，直到两者都完成
• Main 任务开始执行业务逻辑

---

四、事件组的工作机制

• OR模式：任意一个事件满足即可继续
• AND模式：所有事件满足才继续

---

五、事件组的应用场景

场景	描述	示例
多任务同步	多个任务等待相同事件	多个消费者等待生产者事件
多事件组合	一个任务等待多个事件同时满足	WiFi+MQTT+传感器就绪
ISR 通知任务	中断触发事件，任务等待事件位	按键中断触发任务执行

---

六、调试与监控

1. 获取事件组当前值

EventBits_t xEventGroupGetBits(EventGroupHandle_t xEventGroup);

2. ISR 中获取

EventBits_t xEventGroupGetBitsFromISR(EventGroupHandle_t xEventGroup);

---

七、事件组与信号量的比较

特性	信号量	事件组
单一事件	✅	❌（可多位）
多事件组合	❌	✅
资源保护	✅	❌
ISR 使用	✅	✅
内部机制	队列	位图

---

八、常见问题与解决方法

问题	可能原因	解决方法
任务一直阻塞	等待模式设置错误	检查 xWaitForAllBits 参数
事件位丢失	设置时清除位	确认 xClearOnExit 使用正确
ISR 中报错	使用了非 ISR API	改用 xEventGroupSetBitsFromISR
占用内存过多	创建多个事件组	尽量合并事件位，节省资源

---

九、经验总结

📌 开发建议

1. 对于 需要多个事件联合触发 的场景，优先使用事件组
2. 避免过度依赖事件组来传递数据，事件组只适合布尔型事件
3. 建议将事件位定义为宏，避免混淆
4. 配合信号量和队列使用，可以构建更复杂的任务调度体系

---

十、总结

通过本章学习，你已经掌握：

• 事件组的基本原理与 API
• 使用 xEventGroupWaitBits 实现任务等待多个事件
• 中断中使用 xEventGroupSetBitsFromISR
• 事件组与信号量的区别

事件组是构建复杂任务同步关系的重要工具，在物联网、通信、传感器融合等场景中非常常见。

---

🔗 FreeRTOS专栏👉 下一章：2025最新超详细FreeRTOS入门教程：第八章 FreeRTOS任务通知 ——我们将学习更轻量级的任务间通信方式：任务通知。

---