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标题: 单片机应用程序架构的介绍 [打印本页]

作者: 觋牧 时间: 2018-6-25 13:48
标题: 单片机应用程序架构的介绍
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“单片机应用程序的架构”这可能不是一个专业术语，但是是对一些经验的一个总结。我们在开发单片机的时候，程序的架构大致可分为以下三种：
1. 顺序执行程序，这类写法是大多数人使用的方法。
2. 时间片轮询法，此方法是介于顺序执行与操作系统之间的一种方法。
3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。
下面来详细的介绍一下：
1.顺序执行
这种方法的应用程序比较简单，在实时性，并行性要求不太高的情况下是一个不错的方法，程序设计简单，思路比较清晰。初学者使用的比较多，但是也是单片机应用最广的一种。我们来看Arduino 库的mian()函数。
这是一个典型的顺序执行的程序模型：
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2.时间片轮询法。
很多人说过这种方法，但是都没有讲的很清楚。我也找了好久的资料，看到了这样的例子，感觉还是很不错的，很经典的。我们来看看：
目标：使用1个定时器，完成3个不同的任务。

定义数据

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定时器中断服务函数

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定时中断服务函数，在中断中逐个判断，如果定时值为0，表示没有使用此定时器或此定时器已经完成定时，不用处理。否则定时器减1，直到为0时，相应标志位值1，表示此任务的定时值到了。

在需要的应用定时的地方添加如下代码

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在任务中判断TaskMark[0] 是否为0x01即可
通过上面的例子：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志位，同时也可以去执行其他函数。这个就厉害了。
循环判断标志位：如果循环判断标志位，是不是就和上面介绍的顺序执行程序是一样的呢？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：那么如果我们在一个函数延时的时候去执行其他函数，充分利用CPU时间，是不是和操作系统有些类似了呢？

时间片轮询法的架构：

设计一个结构体

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此函数就相当于中断服务函数，需要在定时器的中断服务函数中调用此函数

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任务处理

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此函数就是判断什么时候该执行那一个任务了，实现任务的管理操作，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任务函数。
下面我们就来举例说明这个架构怎么运用吧，我们还是以Arduino为例子，来执行3个任务：每隔1s执行任务1，每隔30ms执行任务2，每隔10s执行任务3。大家不要吐槽，说这个需求就用arduino直接编程就好了，分分钟的事，为啥还要搞的那么麻烦，我只能说，还是要细细研究一下。
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我们看一下输出：
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有没有有点带上操作系统的感觉。
3.操作系统

操作系统就不说了，多任务那是很简单的事了。就不做介绍了。

总结：时间片轮询法优势还是比较大的，即有顺序执行法的优点，也有操作系统的优点。结构清晰，简单，非常容易理解。用的也是最多的。
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