單片機分時思想

先用一個小例子引出今天的主題，想象一下，一個基本的家電控制板，肯定或多或少的會包含 ： LED 或者 數(shù)碼管顯示， 按鍵， 繼電器或者可控硅的輸出 這3部分。數(shù)碼管需要 10ms到20ms的動態(tài)掃描，按鍵也需要 20ms左右的延時消抖，有沒有意識到，其實這些時間是同時在進行的。回想一下咱們的教科書怎么教 按鍵 的延時消抖的？沒錯，死循環(huán)，絕對是原地踏步死循環(huán)，用指令來計時。這樣很自然的引發(fā)一個問題，單片機在原地踏步死循環(huán)的話，那么其它的工作怎么辦？如數(shù)碼管的動態(tài)掃描怎么辦？唯有等按鍵掃描之后再進行了，這樣出來的效果，數(shù)碼管肯定會閃爍的，掃描時間過長了，縮短按鍵消抖時間也不是解決辦法，想象如果咱們還有其它很多工作也是同時做的呢？解決辦法之一，就是今天的主題，分時掃描的思想。當然不會是唯一的辦法，只不過俺一直在用，覺得這個是非常不錯的思想，可以解決很多實際問題。大膽妄言一下，分時掃描的思想也是單片機編程最核心的思想了，信不信就由你自己判斷了。

程序的執(zhí)行環(huán)境

用的是純匯編，因為用習慣的匯編，以致于整個腦袋都是匯編的思想，某種程度上說，C的廢碼確實是多了一點，對于實際工業(yè)用的單片機ROM和RAM都不是很充足的情況下，代碼還是要求盡量精簡的。所以俺一直都在匯編的苦海中沉浮著……說明一點，俺用的是EMC的單片機（Elan公司的），傳聞中最爛的單片機，所以代碼不值的去學，也正是這個原因，但愿我想表達的思想能表達清楚， 阿門！

核心思想的實現(xiàn)

其實是幾個步驟，

第一， 用TCC中斷來計時，TCC的中斷時間斷一點，我習慣是 125us ，為了解紅外遙控的碼，這個時間是需要的。TCC計時是相當準的，盡量利用。

第二， 在TCC的中斷服務程序里面放3個（數(shù)量自定）記時器（說白了就是計數(shù)器），我的習慣是 2ms 5ms 500ms 這3個是作為基準時間，提供給整個系統(tǒng)來調(diào)用的，所以必須準確一點，實際用示波器調(diào)一下就OK了，不難。

第三， 在主程序的循環(huán)里面放一個專門處理時間的子程序。（注：單片機是不會停的，永遠在不斷循環(huán)的跑，這個跟學校學的貌似有點不同，俺面試的時候被問過這個問題 ….） 將所有的時間處理都放在時間處理子程序里面做，這樣是非常方便的，一個單片機系統(tǒng)最起碼需要處理 10～20個不同的時間，也需要10～20個計時器了，而且相當多要求同時不同步工作的，如果每個都單獨的話是相當?shù)穆闊?/p>

第四， “程序是跑著來等，而不是站著來等”，這話看來有點玄，一個跟俺一起進去公司的工程師討論的時候提到的這個問題，俺覺得這個也是分時系統(tǒng)的一個比較重要的思想，所以也這樣叫，下面有細說。

第五， 下面用程序來說話，注釋盡量詳細，可以不用看代碼，直接看注釋就可以了。

（一）先中斷服務程序部分：

每 125us 中斷一次

;-------------------產(chǎn)生幾個基準時間---------------------------

int_2ms:

djz ref_2ms （1）

jmp int_5ms

mov a,@16 ; 恢復原始數(shù)據(jù)

mov ref_2ms,a

bs flag_time,flag_2ms （2）

int_5ms:

djz ref_5ms

jmp ref_time_end

mov a,@40 125us×40＝5ms

mov ref_5ms,a

bs flag_time,flag_5ms

int_500ms:

djz ref_500ms

jmp ref_time_end

mov a,@100

mov ref_500ms,a

bs flag_time,flag_500ms

ref_time_end:

nop

（1） ef_2ms寄存器不斷的減1，每次中斷減1，一共減 16次，所以這里經(jīng)過的時間是 125us × 16 ＝ 2ms，這個就是所謂的計時/計數(shù)器 了。這樣就可以靠一個系統(tǒng)的TCC中斷，來實現(xiàn)我們需要的很多個定時時間。

（2）置 2ms 計時結束標志，這個是提供給時間處理程序用的，這是一個計時器的框架，下面的5ms計時完全相同。

這里解釋一下：bs flag_time,flag_2ms，其中bs是將某一位置1的指令，該指令的意思是，將 flag_timg寄存器里面第flag_2ms位置1，設立一個溢出標志，后面的程序可以通過讀這個標志，就知道 2ms 是否已經(jīng)計時到了

這程序還用了一個塊的框架，比較方便的，不過跟今天的主題無關，以后郁悶的時候再上來寫寫這個。上面的程序就是中斷服務程序里面的計時器，分別定時 2ms 5ms 500ms，計時完畢溢出是flag_time 標志來記錄的，程序通過讀這個標志就可以知道定時的時間是否已經(jīng)到了。

（二）下面看那個統(tǒng)一的時間服務子程序

;-------------------時間處理子程序-----------------------------

time_proc:

jbs flag_time,flag_5ms 判斷5ms是否到

jmp time_500ms_proc 沒有的話判斷500ms

time_5ms_proc:

bc flag_time,flag_5ms 5ms已經(jīng)到了，進入服務程序，先清掉那個標志，這樣下次再過5ms才允許進來這里。

;------------------ 按鍵延時部分--------------------- ；這里用這個做例子

key_delay_proc:

jbs flag_delay,key_start ; 按鍵延時開始標志，這個用來控制是否進入計時，允許計時標志

jmp key_delay_end

djz reg_key ; 預先設置的延時時間，每5秒減一次，這里預設的值是4，也就是說 5ms * 4 = 20ms

jmp key_delay_end 有減到0的話直接跳出

bs flag_delay,key_flow 時間到，置需要用的標志

mov a,@4 ; 重新置數(shù)據(jù)下次用。

mov reg_key,a

key_delay_end:

nop

;---------------------500ms處理部分------------------------

time_500ms_proc:

jbs flag_time,flag_500ms

ret

bc flag_time,flag_500ms

這里放需要的計時器

Ret

上面用了按鍵20ms消抖的計時器作為例子，如果理解之后就可以發(fā)現(xiàn)，我們可以完全模仿那個計時器而在下面放很多很多的計時器，則每5ms 進來一下，每個計時器都同時在計數(shù)了，誰先計算完畢就先關掉自己，置相應的標志給其它程序調(diào)用，而對其它計時器完全沒有影響！這樣，我們可以在這里放很多個計時器了，一般來說，十來二十個是沒有問題的，完全滿足一個單片機系統(tǒng)對多個時間的需求了。

單個計時器的結構很簡單，先判斷允許計時標志是否進入計時，然后一個專用的寄存器在加1或者減1，加/減購相應的數(shù)值之后也就是相應的時間到了，關掉計時器，置相應需要用到的標志。

到這里差不多了，俺們需要的時間都可以出來了，這樣做是不是非常方便？咱們再來看看在這段時間里面單片機在做了什么東西？只有中斷計時夠 5ms 或者 500ms ，那個溢出標志才有效，才能進入上面的計時程序，其它時間都是在做其它事情。而且進入上面的計時器的時候，可以看出，并不是在那里死循環(huán)，只是單純的加減一下寄存器就退出了，整個過程耗時極其短，看代碼不同吧，5us到 20us左右吧，對主程序的執(zhí)行沒有什么影響。

（三）下面看看具體怎么調(diào)用

最開始談過的按鍵的消抖時間處理問題，現(xiàn)在就用上面介紹的辦法來看具體怎么解決問題。按鍵的處理也是重要的基礎學問，不過不在本次的討論范圍，所以只是單單的討論怎么解決時間問題，而對于按鍵的一些問題，下次有機會繼續(xù)討論吧，hoho～～～

scan_key:

jbc flag_key,first_on ; 用來控制跳轉(zhuǎn)的

jmp have_key

jbs port6,1 假設P61高電平是有鍵

jmp key_end

;-------------------------------------

bs flag_key,first_on 第一次按鍵的標志

bs flag_delay,key_start 啟動計時器開始定時20ms消抖

have_key:

jbs flag_delay,key_flow 等待定時結束溢出

jmp key_end

大概是這樣的：判斷時候有健，沒有的話跳出，有的話開始延時消抖的計時，第二次進來的時候直接由標志位控制過去判斷時間時候夠。

同樣是等待，這里就是最后一點所說的，咱這是跑著來等，不是站著來等。跟死循環(huán)定時比較，在沒有定時到20ms 的這段時間里面單片機在做什么？ 死循環(huán)的話，肯定就是在原地等，什么都不做，而看看上面的程序，他只是判斷是否定時夠，具體的定時在統(tǒng)一的時間子程序里面做，判斷沒有到時間的話就跳出了，繼續(xù)跑其它的程序，直到當時間到了，單片機判斷出flag_delay,key_flow 符合條件，開始進入按鍵處理程序了，在這個期間，單片機都在做其它事情，只是一個主循環(huán)跑回來判斷一次，所以單片機完全有空跑其它的程序，而沒有將時間都耗在消抖上面。

（四）看看我的主程序循環(huán)體

start:

call clear_all_ram 清空RAM

call initialize 初始化

loop:

eni 開中斷

wdtc 清看門狗

call scan_proc 調(diào)用掃描LED和按鍵程序

call ir_data_proc 調(diào)用紅外處理程序

call time_proc 調(diào)用時間統(tǒng)一處理程序

call output_proc 調(diào)用輸出處理程序

jmp loop

這個就是我用的循環(huán)體了，所有功能都做成子程序形式了，需要就掛上去就可以了，比較方便，這樣一個總的循環(huán)體，單片機就是在不斷的執(zhí)行這個循環(huán)體，如果整個程序都采用上面說的分時掃的思想的話，一周循環(huán)回來的時間是相當短的，其實是不是跟電腦的思想有點像呢？電腦再快也并不是同時處理多個任務，而且每次處理一個，然后非常快的速度來循環(huán)處理，讓我們感覺上他是在同時處理多個程序那樣，我想，我最終想表達的思想也就是這個而已。

啰啰唆唆的說了一堆，也不知道是否能看懂，或者是否去看。不知道我對分時掃描這個概念是否理解錯了呢？在我看來，有這個思想支撐下，單片機的程序變得比較容易上手了，剩下的只是集中精力去用程序來實現(xiàn)我們的思想而已，當然，這里只是說一種可行的辦法而已，不是說只有這種辦法，如果大家有好的思想也分享一下哦，編寫程序是一門藝術，寫出來很容易，但是寫得好，寫得精巧，那就很難了。