時間片輪調(diào)的單片機程序結(jié)構(gòu)

然而順序結(jié)構(gòu)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(shù)，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(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)碼鐘的時候就遇到過一個時間要求苛刻的問題，我采用了17個數(shù)碼管，分成兩組來動態(tài)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(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)換的時間，基本要達到900ms了，這樣一來，數(shù)碼管就會閃爍得很厲害了。

所以，我網(wǎng)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(gòu)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(guān)于時間片輪調(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，單片機要執(zhí)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(diào)的相關(guān)認識。

系統(tǒng)基準時間片：

我們采用定時器中斷來產(chǎn)生系統(tǒng)的基準時間片，也叫系統(tǒng)的基準節(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（事件）的輪調(diào)：

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

事件的要求：

1.每一個事件的執(zhí)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(shù)，可以使用定時延時等待，但永遠必須遵守第一條要求。

3.執(zhí)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(nèi)執(zhí)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(fā)事件，可以考慮放在主循環(huán)調(diào)用，或者再定時中斷中調(diào)用。

參數(shù)傳遞要求：

各個任務函數(shù)之間參數(shù)傳遞，建議使用全局變量。任務中的內(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)，使用了一個定時器產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘滴答，然后時鐘滴答到了，就更新時間標志，然后統(tǒng)一用一個事件函數(shù)來根據(jù)時間標志分時的執(zhí)行各個任務函數(shù)。

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

當然，各個任務函數(shù)調(diào)用的時間不同，就造成了任務執(zhí)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(shù)的關(guān)系。

另外一種時間片輪調(diào)程序結(jié)構(gòu)

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

下面，簡單了解。

程序結(jié)構(gòu)：

對于時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，但任務函數(shù)有時候被拆分成多段，不方便理解程序整體思路。