分時(shí)操作系統(tǒng)思想在單片機(jī)中的實(shí)現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
2.單片機(jī)分時(shí)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
為了合理實(shí)現(xiàn)單片機(jī)分時(shí)系統(tǒng)，還須有完善的調(diào)度機(jī)制。完善的調(diào)度機(jī)制主要由調(diào)度指針和調(diào)度表組成。系統(tǒng)的調(diào)度分成兩級(jí)，一是“路”的調(diào)度，相當(dāng)于指示程序橫向進(jìn)行：從第一路的某一作業(yè)到第二路的某一作業(yè)，從第二路的某一作業(yè)再到第三路的某一作業(yè)……從最后一路回到第一路，循環(huán)往復(fù)。“路”調(diào)度的調(diào)度指針變化規(guī)律是固定不變的，算法簡(jiǎn)單，即遞增一或遞減一，循環(huán)到頭后，再返回到起始。相對(duì)應(yīng)的“路”調(diào)度指針還應(yīng)構(gòu)造“路”調(diào)度表。“路”調(diào)度表每一項(xiàng)表示各“路”程序入口地址及跳轉(zhuǎn)指令。以MCS-51單片機(jī)為例，采用AJMP addr11作為每一項(xiàng)的內(nèi)容，則調(diào)度表的每一表項(xiàng)占2個(gè)字節(jié)；當(dāng)程序較長(zhǎng)超過(guò)2K字節(jié)，則采用LJMP addr16作為每一項(xiàng)內(nèi)容，占3個(gè)字節(jié)。所設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)共有多少“路”，該調(diào)度表就有多少項(xiàng)數(shù)。二是作業(yè)調(diào)度，即相當(dāng)于指示程序縱向進(jìn)行：從某一路的第一作業(yè)指向該路第二作業(yè)，第二作業(yè)指向第四作業(yè)……也有從第六作業(yè)指回第三作業(yè)的等等。因稍復(fù)雜任務(wù)的流向都不可能是單方向性的，從上一作業(yè)流到下一作業(yè)都要根據(jù)系統(tǒng)的檢測(cè)或運(yùn)算結(jié)果來(lái)決定，因此作業(yè)調(diào)度指針的變化是隨機(jī)決定的。作業(yè)調(diào)度表的構(gòu)成形式與“路”調(diào)度表相同，每一項(xiàng)表示各作業(yè)模塊的程序入口地址及跳轉(zhuǎn)指令。作業(yè)調(diào)度表指示出各作業(yè)執(zhí)行的一般先后次序，表項(xiàng)數(shù)等于一路任務(wù)的最大作業(yè)數(shù)。為了分清每路的任務(wù)進(jìn)程，單片機(jī)系統(tǒng)要控制多少路就必須有多少個(gè)作業(yè)調(diào)度指針及相應(yīng)作業(yè)調(diào)度表。以上兩級(jí)指針都為1個(gè)字節(jié)的整數(shù)變量。調(diào)度指針與調(diào)度表的聯(lián)系是通過(guò)指令JMP @A+DPTR實(shí)現(xiàn)的。DPTR中是調(diào)度表的首地址。累加器A中的內(nèi)容是調(diào)度指針的整數(shù)倍，若表項(xiàng)內(nèi)容是AJMP addr11，則A的值為調(diào)度指針乘2；若表項(xiàng)內(nèi)容是LJMP addr16，則A的值為調(diào)度指針乘3。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/173040.htm
除了以上主程序的調(diào)度設(shè)計(jì)外，各個(gè)作業(yè)中共同的功能應(yīng)放在中斷中實(shí)現(xiàn)，主要是放在定時(shí)器中斷。如計(jì)時(shí)功能應(yīng)放在定時(shí)器定時(shí)中斷中實(shí)現(xiàn)，定時(shí)參數(shù)的選 擇應(yīng)考慮到系統(tǒng)各個(gè)作業(yè)中各種計(jì)時(shí)的要求，定時(shí)頻率一般為最小計(jì)時(shí)頻率的整數(shù)倍。任何軟件延時(shí)都是不允許的。 實(shí)現(xiàn)分時(shí)控制的關(guān)鍵是在于合理地將系統(tǒng)的功能分解成各個(gè)作業(yè)模塊。作業(yè)模塊分得越細(xì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性就越好。雖然單片機(jī)的時(shí)鐘頻率較低，在實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)各個(gè)作 業(yè)模塊被細(xì)分成各個(gè)“動(dòng)作”及簡(jiǎn)單的運(yùn)算后，分時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性是能得到保證的。缺點(diǎn)就是各“路”的控制處理程序被分割得支離破碎，模塊化得不到保證。
二、應(yīng)用實(shí)例
1.系統(tǒng)硬件及工作原理
賓館用的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)VOD（Video On Demand）中，從各個(gè)機(jī)定盒送出的上行信號(hào)用DTMF碼通過(guò)電話線傳輸?shù)綑C(jī)房的主控制柜中的上行信號(hào)采集卡中。為了能同時(shí)接受多個(gè)用戶的點(diǎn)播操作，上 行信號(hào)采集卡必須有接受多路電話傳輸信息的功能，為此，筆者設(shè)計(jì)了8路電話采集卡，可同時(shí)接受8路用戶的點(diǎn)播操作，系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。
每路大致的主程序是：檢測(cè)到振鈴信號(hào)后(即為振鈴檢測(cè)腳變低并保持8ms以上)，繼電器吸合，同時(shí)馬上給機(jī)定盒回一接通信號(hào)——#鍵(保持 400ms)。然后等待機(jī)定盒發(fā)送點(diǎn)播信息：客房號(hào)、點(diǎn)播的節(jié)目號(hào)，共4位DTMF碼；若1s內(nèi)無(wú)DTMF碼收到(收到表示為解碼芯片的DV腳變高)表示 操作有誤，繼電器斷開(kāi)，狀態(tài)位復(fù)原，作業(yè)指針回0。收齊4位DTMF碼后將其整理并帶上該路的標(biāo)志，轉(zhuǎn)化成3字節(jié)送到串行發(fā)送緩沖區(qū)，在定時(shí)器中斷服務(wù)程 序中發(fā)送。等待視頻服務(wù)器回送應(yīng)答信息，根據(jù)應(yīng)答信息不同向機(jī)定盒回送不同的信息；若超時(shí)無(wú)應(yīng)答也向機(jī)定盒回送一碼(發(fā)碼時(shí)間都為100ms)。最后，繼 電器斷開(kāi)，狀態(tài)標(biāo)志復(fù)原，緩沖區(qū)清0，作業(yè)指針也回到0。一個(gè)過(guò)程完成。
評(píng)論