单片机步伐架构--时间片轮询法_单片机 定时轮询使命 优先级 ...

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/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
* Description    : 主函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
int main(void) 

    uint8 keyValue;

InitSys();                  // 初始化

while (1)
    {
        TaskDisplayClock();
        keyValue = TaskKeySan();
        switch (keyValue)
       {
            case x: TaskDispStatus(); break;
            …
            default: break;
        }
    }
}

  • 时间片轮询法
时间片轮询法,在许多书籍中有提到,而且有许多时间都是与操作系统一起出现,也就是说许多时间是操作系统中使用了这一方法。不外我们这里要说的这个时间片轮询法并不是挂在操作系统下,而是在前后台步伐中使用此法。也是本贴要详细说明和介绍的方法。
对于时间片轮询法,虽然有不少书籍都有介绍,但大多说得并不系统,只是提提概念而已。下面本人将详细介绍本人模式,并参考别人的代码建立的一个时间片轮询架构步伐的方法,我想将给初学者有肯定的鉴戒性。
记得在前不久本人发帖《1个定时器多处复用的问题》,由于时间的问题,并没有详细说明怎样实现1个定时器多处复用。在这里我们先介绍一下定时器的复用功能。。。
使用1个定时器,可以是恣意的定时器,这里不做特殊说明,下面假设有3个使命,那么我们应该做如下工作:

  • 初始化定时器,这里假设定时器的定时中断为1ms(当然你可以改成10ms,这个和操作系统一样,中断过于频仍效率就低,中断太长,实时性差)。
  • 界说一个数值:
代码:

#define TASK_NUM   (3)                  //  这里界说的使命数为3,表现有三个使命会使用此定时器定时。
uint16 TaskCount[TASK_NUM] ;           //  这里为三个使命界说三个变量来存放定时值
uint8  TaskMark[TASK_NUM];             //  同样对应三个标记位,为0表现时间没到,为1表现定时时间到。

  • 在定时器中断服务函数中添加:
代码:

`/**************************************************************************************
* FunctionName : TimerInterrupt()
* Description : 定时中断服务函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TimerInterrupt(void)
{
    uint8 i;
for (i=0; i<TASKS_NUM; i++) 
    {
        if (TaskCount
        {
              TaskCount–; 
              if (TaskCount == 0) 
              {
                    TaskMark = 0x01; 
              }
        }
   }
}`

**代码解释:**定时中断服务函数,在中断中逐个判断,假如定时值为0了,表现没有使用此定时器或此定时器已经完成定时,不着处理。否则定时器减一,知道为零时,相应标记位值1,表现此使命的定时值到了。

  • 在我们的应用步伐中,在需要的应用定时的地方添加如下代码,下面就以使命1为例:
代码:

TaskCount[0] = 20;       // 延时20ms
TaskMark[0]  = 0x00;     // 启动此使命的定时器
到此我们只需要在使命中判断TaskMark[0] 是否为0x01即可。其他使命添加相同,至此一个定时器的复用问题就实现了。用需要的朋友可以试试,效果不错哦。。。。。。。。。。。
通过上面对1个定时器的复用我们可以看出,在等待一个定时的到来的同时我们可以循环判断标记位,同时也可以去执行其他函数。
循环判断标记位:
那么我们可以想想,假如循环判断标记位,是不是就和上面介绍的次序执行步伐是一样的呢?一个大循环,只是这个延时比普通的for循环精确一些,可以实现精确延时。
执行其他函数:
那么假如我们在一个函数延时的时间去执行其他函数,充实使用CPU时间,是不是和操作系统有些类似了呢?但是操作系统的使命管理和切换是非常复杂的。下面我们就将使用此方法架构一直新的应用步伐。

时间片轮询法的架构:
1.设计一个布局体:
代码:

// 使命布局
typedef struct _TASK_COMPONENTS
{
    uint8 Run;                 // 步伐运行标记:0-不运行,1运行
    uint8 Timer;              // 计时器
    uint8 ItvTime;              // 使命运行隔断时间
    void (*TaskHook)(void);    // 要运行的使命函数
} TASK_COMPONENTS;       // 使命界说
这个布局体的设计非常告急,一个用4个参数,注释说的非常详细,这里不在描述。

  • 使命运行标记出来,此函数就相称于中断服务函数,需要在定时器的中断服务函数中调用此函数,这里独立出来,并于移植和明白。
代码:

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskRemarks()
* Description    : 使命标记处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskRemarks(void)
{
    uint8 i;
for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)          // 逐个使命时间处理
    {
         if (TaskComps.Timer)          // 时间不为0
        {
            TaskComps.Timer–;         // 减去一个节拍
            if (TaskComps.Timer == 0)       // 时间减完了
            {
                 TaskComps.Timer = TaskComps.ItvTime;       // 规复计时器值,从新下一次
                 TaskComps.Run = 1;           // 使命可以运行
            }
        }
   }
}
大家认真对比一下次函数,和上面定时复用的函数是不是一样的呢?

  • 使命处理
代码:

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskProcess()
* Description    : 使命处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskProcess(void)
{
    uint8 i;
for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)           // 逐个使命时间处理
    {
         if (TaskComps.Run)           // 时间不为0
        {
             TaskComps.TaskHook();         // 运行使命
             TaskComps.Run = 0;          // 标记清0
        }
    }   
}
此函数就是判断什么时间该执行那一个使命了,实现使命的管理操作,应用者只需要在main()函数中调用此函数就可以了,并不需要去分别调用和处理使命函数。
到此,一个时间片轮询应用步伐的架构就建好了,大家看看是不是非常简朴呢?此架构只需要两个函数,一个布局体,为了应用方面下面将再建立一个罗列型变量。
下面我就就说说怎样应用吧,假设我们有三个使命:时钟体现,按键扫描,和工作状态体现。

  • 界说一个上面界说的那种布局体变量
代码:

/**************************************************************************************
* Variable definition                            
**************************************************************************************/
static TASK_COMPONENTS TaskComps[] = 
{
    {0, 60, 60, TaskDisplayClock},            // 体现时钟
    {0, 20, 20, TaskKeySan},               // 按键扫描
    {0, 30, 30, TaskDispStatus},            // 体现工作状态
// 这里添加你的使命。。。。
};
在界说变量时,我们已经初始化了值,这些值的初始化,非常告急,跟详细的执行时间优先级等都有关系,这个需要自己把握。
①大概意思是,我们有三个使命,没1s执行以下时钟体现,由于我们的时钟最小单位是1s,所以在秒变化后才体现一次就够了。
②由于按键在按下时会参数抖动,而我们知道一样平常按键的抖动大概是20ms,那么我们在次序执行的函数中一样平常是延伸20ms,而这里我们每20ms扫描一次,是非常不错的出来,即到达了消抖的目标,也不会漏掉按键输入。
③为了可以大概体现按键后的其他提示和工作界面,我们这里设计每30ms体现一次,假如你以为反应慢了,你可以让这些值小一点。后面的名称是对应的函数名,你必须在应用步伐中编写这函数名称和这三个一样的使命。

  • 使命列表
代码:

// 使命清单
typedef enum _TASK_LIST
{
    TAST_DISP_CLOCK,            // 体现时钟
    TAST_KEY_SAN,             // 按键扫描
    TASK_DISP_WS,             // 工作状态体现
     // 这里添加你的使命。。。。
     TASKS_MAX                                           // 总的可供分配的定时使命数目
} TASK_LIST;
好好看看,我们这里界说这个使命清单的目标其实就是参数TASKS_MAX的值,其他值是没有详细的意义的,只是为了清楚的外貌使命的关系而已。

  • 编写使命函数
代码:

/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDisplayClock()
* Description    : 体现使命
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskDisplayClock(void)
{
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskKeySan()
* Description    : 扫描使命
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskKeySan(void)
{
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDispStatus()
* Description    : 工作状态体现
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskDispStatus(void)
{
}
// 这里添加其他使命。。。。。。。。。
如今你就可以根据自己的需要编写使命了。

  • 主函数
代码:

/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
* Description    : 主函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
int main(void) 

    InitSys();                  // 初始化
while (1)
    {
        TaskProcess();             // 使命处理
    }
}
到此我们的时间片轮询这个应用步伐的架构就完成了,你只需要在我们提示的地方添加你自己的使命函数就可以了。是不是很简朴啊,有没有点操作系统的感觉在里面?
不防试试把,看看使命之间是不是相互并不干扰?并行运行呢?当然告急的是,还需要,留意使命之间进行数据传递时,需要接纳全局变量,除此之外还需要留意划分使命以及使命的执行时间,在编写使命时,只管让使命尽快执行完成。。。。。。。。。
3.操作系统
操作系统的本身是一个比较复杂的东西,使命的管理,执行本领并不需要我们去相识。但是光是移植都是一件非常困难的是,虽然有人说过“你假如使用过系统,将不会在去使用前后台步伐”。但是真正能使用操作系统的人并不多,不仅是由于系统的使用本身很复杂,而且还需要购买许可证(ucos也不例外,假如商用的话)。
这里本人并不想过多的介绍操作系统本身,由于不是一两句话能过说明白的,下面列出UCOS下编写应该步伐的模子。大家可以对比一下,这三种方式下的各自的优缺点。

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