時(shí)間片輪調(diào)的單片機(jī)程序結(jié)構(gòu)

然而順序結(jié)構(gòu)的寫法，有時(shí)候避免不了沉重冗長的時(shí)間等待。例如鍵盤掃描，你就給我弄了一個(gè)delay_20ms()函數(shù)，而在這延時(shí)的過程，其實(shí) MCU可以做很多事情的，這不白白的浪費(fèi)掉這段時(shí)間嗎？其實(shí)，delay的這段時(shí)間用數(shù)碼管顯示代替，也就是在等待的過程，我們可以做一下顯示。但僅此而已？

之前，我在做3寸大數(shù)碼鐘的時(shí)候就遇到過一個(gè)時(shí)間要求苛刻的問題，我采用了17個(gè)數(shù)碼管，分成兩組來動(dòng)態(tài)顯示。為了不閃爍，那么刷新頻率起碼大于 50Hz。而單片機(jī)還有其他任務(wù)，比如說讀DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘，串口收發(fā)數(shù)據(jù)，按鍵掃描，讀DS18B20等等，而其中最要命的是讀取DS18B20溫度傳感器的數(shù)據(jù)，大家都知道其中等待溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間，基本要達(dá)到900ms了，這樣一來，數(shù)碼管就會(huì)閃爍得很厲害了。

所以，我網(wǎng)上找了一些資料學(xué)習(xí)。大家都采用“時(shí)間片輪詢”算法的程序架構(gòu)來寫，這樣既保證了實(shí)時(shí)，也充分利用了任務(wù)等待的時(shí)間。

下面簡單來看看，關(guān)于時(shí)間片輪調(diào)的程序思想，而按照這種思路，可以衍生出很多程序結(jié)構(gòu)。

假定，單片機(jī)要執(zhí)行的任務(wù)有task_1(); task_2(); task_3(); ……task_n(); 各個(gè)任務(wù)對時(shí)間要求不同。

下面是我對時(shí)間片輪調(diào)的相關(guān)認(rèn)識。

系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)間片：

我們采用定時(shí)器中斷來產(chǎn)生系統(tǒng)的基準(zhǔn)時(shí)間片，也叫系統(tǒng)的基準(zhǔn)節(jié)拍，例如每4ms中斷一次。這可以形象的比喻成脈搏心跳。

任務(wù)（事件）的輪調(diào)：

每一次心跳，我們就給任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間標(biāo)志計(jì)數(shù)。當(dāng)標(biāo)志計(jì)數(shù)到了，就執(zhí)行該任務(wù)函數(shù)！

事件的要求：

1.每一個(gè)事件的執(zhí)行時(shí)間不允許超過一個(gè)時(shí)間片。

2.事件中不使用較長的delay();函數(shù)，可以使用定時(shí)延時(shí)等待，但永遠(yuǎn)必須遵守第一條要求。

3.執(zhí)行時(shí)間較長的任務(wù)，或者較為復(fù)雜的任務(wù)，可以分割到多個(gè)時(shí)間片內(nèi)執(zhí)行。

實(shí)時(shí)性任務(wù)要求：

對于實(shí)時(shí)性要求較高的任務(wù)。比如串口收發(fā)事件，可以考慮放在主循環(huán)調(diào)用，或者再定時(shí)中斷中調(diào)用。

參數(shù)傳遞要求：

各個(gè)任務(wù)函數(shù)之間參數(shù)傳遞，建議使用全局變量。任務(wù)中的內(nèi)部函數(shù)，可以使用局部變量。

程序結(jié)構(gòu)：

分析一下上面的程序結(jié)構(gòu)，使用了一個(gè)定時(shí)器產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘滴答，然后時(shí)鐘滴答到了，就更新時(shí)間標(biāo)志，然后統(tǒng)一用一個(gè)事件函數(shù)來根據(jù)時(shí)間標(biāo)志分時(shí)的執(zhí)行各個(gè)任務(wù)函數(shù)。

但任務(wù)執(zhí)行完后，時(shí)間標(biāo)志被重置，并重新計(jì)數(shù)。那么這個(gè)任務(wù)函數(shù)就相當(dāng)于被調(diào)度在了任務(wù)隊(duì)列的末尾了?。ǜ杏X是不是有點(diǎn)任務(wù)調(diào)度管理的意思了？）

當(dāng)然，各個(gè)任務(wù)函數(shù)調(diào)用的時(shí)間不同，就造成了任務(wù)執(zhí)行頻率的不同。這也是時(shí)間片的大小商定，以及時(shí)間片分布的問題，這需要從實(shí)際的任務(wù)考慮，并取得一個(gè)最佳的時(shí)間片，以及合理的安排各個(gè)任務(wù)函數(shù)的關(guān)系。

另外一種時(shí)間片輪調(diào)程序結(jié)構(gòu)

其實(shí)，原理大致相同。執(zhí)行機(jī)制不同罷了，各種程序結(jié)構(gòu)有它優(yōu)缺點(diǎn)，有最適合使用的地方。

下面，簡單了解。

程序結(jié)構(gòu)：

對于時(shí)間片輪詢法的程序結(jié)構(gòu)，無疑有比順序結(jié)構(gòu)程序更多的優(yōu)點(diǎn)，但任務(wù)函數(shù)有時(shí)候被拆分成多段，不方便理解程序整體思路。