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@@ -6,7 +6,6 @@ author: "尚硅谷研究院"
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date: 2026-07-17
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created: 2026-07-17
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# 任务通知
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> **用生活理解**：任务通知就像同事直接走到你工位前告诉你一件事，不需要通过公司广播（队列）、公告栏（信号量）或旗语系统（事件标志组）。直接、高效，但因为是一对一，没法同时通知所有人。
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@@ -18,115 +17,131 @@ created: 2026-07-17
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任务通知（Task Notification）是 FreeRTOS V8.2.0 引入的轻量级任务间通信机制。每个 TCB 中内置了一个 **32 位通知值**和 **8 位通知状态**，无需创建额外的内核对象。
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- **无需中间对象**：发送任务直接向目标任务发通知
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-- **约 45% 更快**：比队列/信号量省去了创建和操作中间对象的时间
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+- **更快**：比队列/信号量省去了创建和操作中间对象的时间
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- **一对一**：每个任务只有一个通知值，不能一对多广播
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### 工作原理
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任务通知支持 3 种使用模式：
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-| 模式 | 发送函数 | 接收函数 | 行为 |
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-|------|---------|---------|------|
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-| **信号量模式** | `xTaskNotifyGive()` | `ulTaskNotifyTake()` | 通知值递增/递减，模拟二值/计数信号量 |
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-| **消息邮箱模式** | `xTaskNotify(handle, value, eSetValueWithOverwrite)` | `xTaskNotifyWait()` | 直接覆盖通知值，模拟消息邮箱 |
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-| **事件标志组模式** | `xTaskNotify(handle, bits, eSetBits)` | `xTaskNotifyWait()` | 按位 OR，模拟事件标志组 |
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+| 模式 | 发送函数 | 接收函数 | 行为 |
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+| ------------------------ | ------------------------------------------------------ | ---------------------- | ------------------------------------ |
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+| **信号量模式** | `xTaskNotifyGive()` | `ulTaskNotifyTake()` | 通知值递增/递减，模拟二值/计数信号量 |
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+| **消息邮箱模式** | `xTaskNotify(handle, value, eSetValueWithOverwrite)` | `xTaskNotifyWait()` | 直接覆盖通知值，模拟消息邮箱 |
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+| **事件标志组模式** | `xTaskNotify(handle, bits, eSetBits)` | `xTaskNotifyWait()` | 按位 OR，模拟事件标志组 |
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### 核心API
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-| 函数 | 参数 | 功能简述 |
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-|----------|--------|-------------|
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-| `xTaskNotifyGive()` | `xTaskToNotify` | 发送通知（信号量模式），通知值 +1 |
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-| `ulTaskNotifyTake()` | `xClearCountOnExit`, `xTicksToWait` | 接收通知（信号量模式），返回通知值 |
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-| `xTaskNotify()` | `xTaskToNotify`, `ulValue`, `eAction` | 发送通知（带值），eAction 控制写/OR/覆写行为 |
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-| `xTaskNotifyWait()` | `ulBitsToClearOnEntry`, `ulBitsToClearOnExit`, `pulNotificationValue`, `xTicksToWait` | 接收通知（带值），可获取通知值和清除指定位 |
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-| `xTaskNotifyFromISR()` | 同上+ISR 版本 | 中断中发送通知 |
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-| `vTaskNotifyGiveFromISR()` | `xTaskToNotify`, `pxHigherPriorityTaskWoken` | 中断中发送（信号量模式） |
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+| 函数 | 参数 | 功能简述 |
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+| ---------------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------- | -------------------------------------------- |
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+| `xTaskNotifyGive()` | `xTaskToNotify` | 发送通知（信号量模式），通知值 +1 |
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+| `ulTaskNotifyTake()` | `xClearCountOnExit`, `xTicksToWait` | 接收通知（信号量模式），返回通知值 |
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+| `xTaskNotify()` | `xTaskToNotify`, `ulValue`, `eAction` | 发送通知（带值），eAction 控制写/OR/覆写行为 |
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+| `xTaskNotifyWait()` | `ulBitsToClearOnEntry`, `ulBitsToClearOnExit`, `pulNotificationValue`, `xTicksToWait` | 接收通知（带值），可获取通知值和清除指定位 |
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+| `xTaskNotifyFromISR()` | 同上+ISR 版本 | 中断中发送通知 |
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+| `vTaskNotifyGiveFromISR()` | `xTaskToNotify`, `pxHigherPriorityTaskWoken` | 中断中发送（信号量模式） |
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## 实验
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+> 以下实验代码均提取自配套 Keil 项目的 `freertos_demo.c`，仅展示核心任务函数。
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+
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### 实验1：任务通知模拟信号量 (P16)
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-**需求**：KEY1 → `xTaskNotifyGive(task2)`，task2 通过 `ulTaskNotifyTake()` 接收。
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+**需求**：KEY1 → `xTaskNotifyGive(task2_handle)` 通知 task2，task2 通过 `ulTaskNotifyTake()` 阻塞等待通知。
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-**代码来源：**03_代码/16_任务通知模拟信号量/Core/Src/freertos_demo.c**
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+**代码来源：**`03_代码/16_任务通知模拟信号量/Core/Src/freertos_demo.c`
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```c
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-/* task1：KEY1按下，发送任务通知（信号量模式） */
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-void Task1(void *pvParameters)
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+/* task1：KEY1按下，向task2发送任务通知（信号量模式：通知值+1） */
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+void task1(void *pvParameters)
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|
{
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|
uint8_t key = 0;
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-
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- while (1) {
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+ BaseType_t res = 0;
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|
+ while (1)
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|
+ {
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key = Key_Detect();
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|
- if (key == KEY1_PRESS) {
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|
- printf("任务通知模拟二值信号量释放\r\n");
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|
- /* 向task2发送任务通知，通知值+1 */
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|
- xTaskNotifyGive(task2_handler);
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|
+ if (key == KEY1_PRESS)
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|
+ {
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|
|
+ /* 向task2发送通知，通知值计数+1 */
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|
+ res = xTaskNotifyGive(task2_handle);
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|
|
+ if (res == pdPASS)
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|
+ {
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|
|
+ printf("task1向task2发送任务通知成功!\r\n");
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|
|
+ }
|
|
|
}
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|
- vTaskDelay(10);
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|
|
+ vTaskDelay(500);
|
|
|
}
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|
|
}
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|
|
|
|
-/* task2：接收任务通知（信号量模式） */
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-void Task2(void *pvParameters)
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|
+/* task2：阻塞等待任务通知 */
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|
+void task2(void *pvParameters)
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|
{
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|
- uint32_t rev = 0;
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+ uint32_t notify_value = 0;
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|
+ while (1)
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|
+ {
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|
+ printf("task2等待...\r\n");
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|
- while (1) {
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|
- /* 等待任务通知，pdTRUE表示退出时清零通知值 */
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|
- rev = ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
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|
|
- if (rev != 0) {
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|
|
- printf("接收任务通知成功，模拟获取二值信号量\r\n");
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|
- }
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|
+ /* pdFALSE = 收到通知后通知值减1（适合计数信号量）
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|
+ pdTRUE = 收到通知后通知值清零（适合二值信号量） */
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|
+ notify_value = ulTaskNotifyTake(pdFALSE, portMAX_DELAY);
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|
|
+
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|
|
+ printf("Task2收到通知值=%d\r\n", notify_value);
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|
|
+ vTaskDelay(5000); /* 模拟长时间工作，期间task1的通知累积 */
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|
|
}
|
|
|
}
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```
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### 实验2：任务通知模拟消息邮箱 (P17)
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-**需求**：KEY1/KEY2 → `xTaskNotify(task2, key, eSetValueWithOverwrite)`，task2 通过 `xTaskNotifyWait()` 接收并处理。
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+**需求**：KEY1/KEY2 → `xTaskNotify(task2_handle, key, eSetValueWithOverwrite)` 覆写通知值，task2 接收后打印。
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|
-**代码来源：**03_代码/17_任务通知模拟消息队列/Core/Src/freertos_demo.c
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|
+**代码来源：**`03_代码/17_任务通知模拟消息队列/Core/Src/freertos_demo.c`
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```c
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|
-/* task1：扫描按键，通过任务通知发送键值 */
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-void Task1(void *pvParameters)
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|
+/* task1：扫描按键，通过任务通知将键值发送给task2 */
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+void task1(void *pvParameters)
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|
{
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|
|
uint8_t key = 0;
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|
-
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|
- while (1) {
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|
+ BaseType_t res = 0;
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|
+ while (1)
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+ {
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|
key = Key_Detect();
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|
- if ((key != 0) && (task2_handler != NULL)) {
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|
- printf("任务通知模拟消息邮箱发送，发送的键值为：%d\r\n", key);
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|
+ if (key == KEY1_PRESS || key == KEY2_PRESS)
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|
|
+ {
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|
/* 直接覆写task2的通知值（消息邮箱模式） */
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|
- xTaskNotify(task2_handler, key, eSetValueWithOverwrite);
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|
|
+ res = xTaskNotify(
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+ task2_handle,
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+ key, // 要发送的值（按键编号）
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|
+ eSetValueWithOverwrite // 无条件覆写通知值
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+ );
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|
+ if (res == pdPASS)
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|
+ {
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|
|
+ printf("task1向task2发送通知值[%d]成功...\r\n", key);
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|
|
+ }
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|
|
}
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|
|
- vTaskDelay(10);
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|
|
+ vTaskDelay(500);
|
|
|
}
|
|
|
}
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|
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|
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|
-/* task2：接收通知值，根据键值做不同动作 */
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-void Task2(void *pvParameters)
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|
+/* task2：接收通知值并打印 */
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+void task2(void *pvParameters)
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|
{
|
|
|
- uint32_t notify_val = 0;
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|
-
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|
- while (1) {
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|
- /* 等待任务通知，参数：入口不清零，出口全清零 */
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|
|
- xTaskNotifyWait(0, 0xFFFFFFFF, ¬ify_val, portMAX_DELAY);
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|
|
-
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|
|
- switch (notify_val) {
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|
|
- case KEY1_PRESS: {
|
|
|
- printf("接收到的通知值为：%d\r\n", notify_val);
|
|
|
- LED_Toggle(LED1_Pin);
|
|
|
- break;
|
|
|
- }
|
|
|
- case KEY2_PRESS: {
|
|
|
- printf("接收到的通知值为：%d\r\n", notify_val);
|
|
|
- LED_Toggle(LED2_Pin);
|
|
|
- break;
|
|
|
- }
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|
- default:
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|
|
- break;
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|
+ uint32_t notify_value = 0;
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|
+ BaseType_t res = 0;
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|
+ while (1)
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|
+ {
|
|
|
+ printf("task2等待...\r\n");
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|
+
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+ /* 入口不清零(0x00000000)，出口全清零(0xffffffff) */
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|
+ res = xTaskNotifyWait(
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|
|
+ 0x00000000, // 进入时不清除任何位
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|
|
+ 0xffffffff, // 退出时清除所有位（通知值归零）
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|
|
+ ¬ify_value, // 保存接收到的通知值
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|
+ portMAX_DELAY);
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|
|
+
|
|
|
+ if (res == pdTRUE)
|
|
|
+ {
|
|
|
+ printf("Task2收到通知值=%d\r\n", notify_value);
|
|
|
}
|
|
|
}
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|
|
}
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|
@@ -134,53 +149,70 @@ void Task2(void *pvParameters)
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### 实验3：任务通知模拟事件标志组 (P18)
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-**需求**：KEY1 → 置 EVENTBIT_0，KEY2 → 置 EVENTBIT_1，task2 等待两个位都置位。
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|
+**需求**：KEY1 → 通知值 bit0 置 1，KEY2 → 通知值 bit1 置 1，task2 累加检查。
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|
-**代码来源：**03_代码/18_任务通知模拟事件标志组/Core/Src/freertos_demo.c**
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|
+**代码来源：**`03_代码/18_任务通知模拟事件标志组/Core/Src/freertos_demo.c`
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|
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|
```c
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|
#define EVENTBIT_0 (1 << 0)
|
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#define EVENTBIT_1 (1 << 1)
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|
|
-/* task1：KEY1 -> 设置EVENTBIT_0，KEY2 -> 设置EVENTBIT_1 */
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|
|
-void Task1(void *pvParameters)
|
|
|
+/* task1：KEY1 -> 置bit0，KEY2 -> 置bit1 */
|
|
|
+void task1(void *pvParameters)
|
|
|
{
|
|
|
uint8_t key = 0;
|
|
|
-
|
|
|
- while (1) {
|
|
|
+ BaseType_t res = 0;
|
|
|
+ while (1)
|
|
|
+ {
|
|
|
key = Key_Detect();
|
|
|
- if (key == KEY1_PRESS) {
|
|
|
- printf("将bit0位置1\r\n");
|
|
|
- /* 使用eSetBits模式，按位OR设置通知值 */
|
|
|
- xTaskNotify(task2_handler, EVENTBIT_0, eSetBits);
|
|
|
- } else if (key == KEY2_PRESS) {
|
|
|
- printf("将bit1位置1\r\n");
|
|
|
- xTaskNotify(task2_handler, EVENTBIT_1, eSetBits);
|
|
|
+ if (key == KEY1_PRESS)
|
|
|
+ {
|
|
|
+ /* 使用eSetBits模式，按位OR将bit0置1 */
|
|
|
+ res = xTaskNotify(task2_handle, EVENTBIT_0, eSetBits);
|
|
|
+ if (res == pdPASS) printf("KEY1按下将bit0置1..\r\n");
|
|
|
}
|
|
|
- vTaskDelay(10);
|
|
|
+ else if (key == KEY2_PRESS)
|
|
|
+ {
|
|
|
+ res = xTaskNotify(task2_handle, EVENTBIT_1, eSetBits);
|
|
|
+ if (res == pdPASS) printf("KEY2按下将bit1置1..\r\n");
|
|
|
+ }
|
|
|
+ vTaskDelay(500);
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
|
|
|
-/* task2：等待bit0和bit1都置位 */
|
|
|
-void Task2(void *pvParameters)
|
|
|
+/* task2：累加收到的位，两个位都收到后打印信号 */
|
|
|
+void task2(void *pvParameters)
|
|
|
{
|
|
|
- uint32_t notify_val = 0, event_bit = 0;
|
|
|
-
|
|
|
- while (1) {
|
|
|
- /* 等待任务通知 */
|
|
|
- xTaskNotifyWait(0, 0xFFFFFFFF, ¬ify_val, portMAX_DELAY);
|
|
|
-
|
|
|
- if (notify_val & EVENTBIT_0) {
|
|
|
- event_bit |= EVENTBIT_0;
|
|
|
+ uint32_t notify_value = 0;
|
|
|
+ uint32_t expect_value = 0; /* 累加累计收到的位 */
|
|
|
+ BaseType_t res = 0;
|
|
|
+ while (1)
|
|
|
+ {
|
|
|
+ printf("task2等待...\r\n");
|
|
|
+
|
|
|
+ res = xTaskNotifyWait(
|
|
|
+ 0x00000000, // 进入时不清除
|
|
|
+ 0xffffffff, // 退出时清除所有位
|
|
|
+ ¬ify_value,
|
|
|
+ portMAX_DELAY);
|
|
|
+
|
|
|
+ if (notify_value & EVENTBIT_0)
|
|
|
+ {
|
|
|
+ printf("接收到bit0=1\r\n");
|
|
|
+ expect_value |= EVENTBIT_0;
|
|
|
}
|
|
|
- if (notify_val & EVENTBIT_1) {
|
|
|
- event_bit |= EVENTBIT_1;
|
|
|
+ if (notify_value & EVENTBIT_1)
|
|
|
+ {
|
|
|
+ printf("接收到bit1=1\r\n");
|
|
|
+ expect_value |= 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; /* 手动清除 */
|
|
|
+ /* 两个位都已收到则输出 */
|
|
|
+ if (expect_value == (EVENTBIT_0 | EVENTBIT_1))
|
|
|
+ {
|
|
|
+ printf("两个事件均已收到 expect_value=%d\r\n", expect_value);
|
|
|
}
|
|
|
+ vTaskDelay(500);
|
|
|
}
|
|
|
}
|
|
|
```
|
|
|
@@ -189,23 +221,24 @@ void Task2(void *pvParameters)
|
|
|
|
|
|
```c
|
|
|
/* FreeRTOSConfig.h */
|
|
|
-#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 /* 使能任务通知（默认已使能） */
|
|
|
-#define configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES 1 /* 通知数组大小，默认1 */
|
|
|
+#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 /* 使能任务通知（默认已使能） */
|
|
|
+#define configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES 1 /* 通知数组大小，v10.4起支持多通知 */
|
|
|
```
|
|
|
|
|
|
## 核心函数速查表
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|
|
|
|
-| 函数 | 参数 | 返回值 | 功能简述 |
|
|
|
-|----------|-----------|--------|-------------|
|
|
|
-| `BaseType_t xTaskNotifyGive(xTaskToNotify)` | 目标任务句柄 | pdPASS/pdFAIL | 发送通知（信号量模式，通知值+1） |
|
|
|
-| `uint32_t ulTaskNotifyTake(xClearCountOnExit, xTicksToWait)` | 退出时清零?, 超时 | 通知值 | 接收通知（信号量模式，阻塞） |
|
|
|
-| `BaseType_t xTaskNotify(xTaskToNotify, ulValue, eAction)` | 目标任务, 值, 动作(覆写/OR/增量等) | pdPASS/pdFAIL | 发送通知（带值） |
|
|
|
-| `BaseType_t xTaskNotifyWait(ulBitsToClearOnEntry, ulBitsToClearOnExit, pulNotificationValue, xTicksToWait)` | 入口清除, 出口清除, 值指针, 超时 | pdPASS/pdFAIL | 接收通知（阻塞等待） |
|
|
|
-| `BaseType_t xTaskNotifyFromISR(xTaskToNotify, ulValue, eAction, pxHigherPriorityTaskWoken)` | 同 xTaskNotify+唤醒标记 | pdPASS/pdFAIL | ISR中发送通知 |
|
|
|
-| `void vTaskNotifyGiveFromISR(xTaskToNotify, pxHigherPriorityTaskWoken)` | 目标任务, 唤醒标记 | 无 | ISR中信号量模式发送 |
|
|
|
-| `BaseType_t xTaskNotifyAndQuery(xTaskToNotify, ulValue, eAction, pulPreviousValue)` | 同 xTaskNotify+原值 | pdPASS/pdFAIL | 发送并获取原通知值 |
|
|
|
+| 函数 | 参数 | 返回值 | 功能简述 |
|
|
|
+| ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------- | ------------- | -------------------------------- |
|
|
|
+| `BaseType_t xTaskNotifyGive(xTaskToNotify)` | 目标任务句柄 | pdPASS/pdFAIL | 发送通知（信号量模式，通知值+1） |
|
|
|
+| `uint32_t ulTaskNotifyTake(xClearCountOnExit, xTicksToWait)` | 退出时清零?, 超时 | 通知值 | 接收通知（信号量模式，阻塞） |
|
|
|
+| `BaseType_t xTaskNotify(xTaskToNotify, ulValue, eAction)` | 目标任务, 值, 动作(覆写/OR/增量等) | pdPASS/pdFAIL | 发送通知（带值） |
|
|
|
+| `BaseType_t xTaskNotifyWait(ulBitsToClearOnEntry, ulBitsToClearOnExit, pulNotificationValue, xTicksToWait)` | 入口清除, 出口清除, 值指针, 超时 | pdPASS/pdFAIL | 接收通知（阻塞等待） |
|
|
|
+| `BaseType_t xTaskNotifyFromISR(xTaskToNotify, ulValue, eAction, pxHigherPriorityTaskWoken)` | 同 xTaskNotify+唤醒标记 | pdPASS/pdFAIL | ISR中发送通知 |
|
|
|
+| `void vTaskNotifyGiveFromISR(xTaskToNotify, pxHigherPriorityTaskWoken)` | 目标任务, 唤醒标记 | 无 | ISR中信号量模式发送 |
|
|
|
+| `BaseType_t xTaskNotifyAndQuery(xTaskToNotify, ulValue, eAction, pulPreviousValue)` | 同 xTaskNotify+原值 | pdPASS/pdFAIL | 发送并获取原通知值 |
|
|
|
|
|
|
**eAction 枚举值**：
|
|
|
+
|
|
|
- `eNoAction`：仅发送通知（不修改值）
|
|
|
- `eSetBits`：与现有值按位 OR
|
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