基于8051单片机的HRTOS事件通信实例：实现任务间同步

1. 前言

在嵌入式系统开发中，不同任务之间经常需要进行同步。

例如：

• 按键触发任务执行
• 串口接收完成通知处理任务
• 传感器采集完成通知控制任务
• 外部中断通知后台任务处理

传统裸机程序通常使用全局变量或者标志位实现。

例如：

while(1) { if(event_flag) { process(); event_flag = 0; } }

这种方式在功能较少时比较简单，但随着系统任务增加，会导致代码耦合增加。

RTOS提供了事件机制，使任务之间可以通过事件进行通知和同步。

本文通过HRTOS事件功能，实现两个任务之间的通信。

2. 系统设计

本案例包含两个任务：

系统结构：

HRTOS Scheduler | ------------------- | | Wait Task Send Task | | <--- Event -------

运行流程：

发送任务 | 发送EVENT_KEY事件 | 等待任务被唤醒 | 执行处理

3. 事件机制介绍

事件是一种任务间同步方式。

发送方：

os_event_write(EVENT_KEY);

表示：

某个事件已经发生。

等待方：

os_event_wait(EVENT_KEY,TICK_WAIT);

表示：

等待指定事件发生。

如果事件没有发生：

任务进入等待状态 ↓ 释放CPU ↓ 等待其他任务运行

当事件产生：

事件发送 ↓ 任务唤醒 ↓ 继续执行

4. 初始化事件

系统启动时，需要初始化事件：

os_event_init(EVENT_KEY);

事件编号：

#define EVENT_KEY 1

HRTOS通过事件ID区分不同事件。

例如：

EVENT_KEY 1 按键事件 EVENT_KEY 2 串口接收事件 EVENT_KEY 3 传感器完成事件

5. 等待任务设计

等待任务主要负责接收事件。

代码：

static void wait_task(void) { while(1) { if(os_event_wait(EVENT_KEY,TICK_WAIT)==1) { event_count++; LED_WAIT = ~LED_WAIT; } os_event_delete(EVENT_KEY); } }

执行过程：

进入等待 ↓ 等待EVENT_KEY ↓ 收到事件 ↓ 执行处理 ↓ 继续等待

当没有事件发生时，任务不会一直占用CPU。

6. 发送任务设计

发送任务周期产生事件：

static void send_task(void) { while(1) { os_event_write(EVENT_KEY); LED_SEND = ~LED_SEND; os_delay(TICK_SEND); } }

执行过程：

发送事件 ↓ 翻转LED ↓ 延时等待 ↓ 再次发送

7. 任务创建

系统入口：

void hrtos_main(void) { os_event_init(EVENT_KEY); os_task_create( wait_task, TASK_WAIT, PRIO_WAIT, STACK_WAIT ); os_task_create( send_task, TASK_SEND, PRIO_SEND, STACK_SEND ); }

系统启动后：

• Wait任务等待事件
• Send任务周期发送事件
• 两个任务通过事件完成同步

8. 运行效果

程序运行后：

LED_SEND：

表示发送任务运行状态。

LED_WAIT：

表示等待任务收到事件后的响应。

可以观察到：

• 发送任务周期运行
• 等待任务收到事件后执行
• 两个任务之间不存在直接调用关系

9. 事件通信应用场景

按键检测

按键中断 ↓ 发送事件 ↓ 按键处理任务

串口通信

UART中断 ↓ 发送接收事件 ↓ 协议处理任务

传感器采集

采集完成 ↓ 发送事件 ↓ 数据处理任务

10. 总结

通过本案例可以看到，HRTOS不仅支持多任务运行，还提供了任务间同步机制。

事件通信具有：

• 结构简单
• 响应快速
• 任务解耦

等特点。

在资源有限的8051单片机上，通过任务调度和事件机制，同样可以构建结构清晰的实时应用系统。

后续可以结合：

• 消息队列
• 信号量
• 互斥锁
• Modbus RTU

实现更加复杂的嵌入式应用。