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        時間片輪調的單片機程序結構

        作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年03月08日   【字體:

        我們使用單片機去做一些任務的時候,通常把程序寫成順序結構,基本可以解決大部分的設計要求了。而且這種結構便于理解,而且程序易構成模塊化,在各個模塊中調用實現更復雜的任務。

        然而順序結構的寫法,有時候避免不了沉重冗長的時間等待。例如鍵盤掃描,你就給我弄了一個delay_20ms()函數,而在這延時的過程,其實 MCU可以做很多事情的,這不白白的浪費掉這段時間嗎?其實,delay的這段時間用數碼管顯示代替,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寸大數碼鐘的時候就遇到過一個時間要求苛刻的問題,我采用了17個數碼管,分成兩組來動態顯示。為了不閃爍,那么刷新頻率起碼大于 50Hz。而單片機還有其他任務,比如說讀DS1302實時時鐘,串口收發數據,按鍵掃描,讀DS18B20等等,而其中最要命的是讀取DS18B20溫度傳感器的數據,大家都知道其中等待溫度轉換的時間,基本要達到900ms了,這樣一來,數碼管就會閃爍得很厲害了。

        所以,我網上找了一些資料學習。大家都采用“時間片輪詢”算法的程序架構來寫,這樣既保證了實時,也充分利用了任務等待的時間。

        下面簡單來看看,關于時間片輪調的程序思想,而按照這種思路,可以衍生出很多程序結構。

        假定,單片機要執行的任務有task_1(); task_2(); task_3(); ……task_n();  各個任務對時間要求不同。

        下面是我對時間片輪調的相關認識。

        系統基準時間片:

        我們采用定時器中斷來產生系統的基準時間片,也叫系統的基準節拍,例如每4ms中斷一次。這可以形象的比喻成脈搏心跳。

        任務(事件)的輪調:

        每一次心跳,我們就給任務執行的時間標志計數。當標志計數到了,就執行該任務函數!

        事件的要求:

        1.每一個事件的執行時間不允許超過一個時間片。

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

        3.執行時間較長的任務,或者較為復雜的任務,可以分割到多個時間片內執行。

        實時性任務要求:

        對于實時性要求較高的任務。比如串口收發事件,可以考慮放在主循環調用,或者再定時中斷中調用。

        參數傳遞要求:

        各個任務函數之間參數傳遞,建議使用全局變量。任務中的內部函數,可以使用局部變量。

        程序結構:

        分析一下上面的程序結構,使用了一個定時器產生系統時鐘滴答,然后時鐘滴答到了,就更新時間標志,然后統一用一個事件函數來根據時間標志分時的執行各個任務函數。

        但任務執行完后,時間標志被重置,并重新計數。那么這個任務函數就相當于被調度在了任務隊列的末尾了。ǜ杏X是不是有點任務調度管理的意思了?)

        當然,各個任務函數調用的時間不同,就造成了任務執行頻率的不同。這也是時間片的大小商定,以及時間片分布的問題,這需要從實際的任務考慮,并取得一個最佳的時間片,以及合理的安排各個任務函數的關系。

        另外一種時間片輪調程序結構

        其實,原理大致相同。執行機制不同罷了,各種程序結構有它優缺點,有最適合使用的地方。

        下面,簡單了解。

        程序結構:

        對于時間片輪詢法的程序結構,無疑有比順序結構程序更多的優點,但任務函數有時候被拆分成多段,不方便理解程序整體思路。

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