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[嵌入式]适合单片机使用的一个短小精悍的时间片轮询系统

????????随着单片机外设的日益丰富,以及RAM,ROM的增大。RTOS实时操作系统被越来越广泛的使用。实时操作系统对任务的实时性高效处理是毋容置疑的!

但是有更多的情况我们仅仅需要一个短小精悍的轮询系统,比如实时要求不高的任务,受限内存的51系列单片机,任务较少的项目,入门不不久新朋友。相对于实时操作系统,裸机开发更简单,更快捷,代码更精简,代码执行效率更高!在逻辑不是特别复杂,要求不是特别高的情况下,裸机开发反而更适合项目需求!废话不多说先上连接点此免费下载

????????源代码在STC官方库的基础上修改,特此声明。如果仅作时间片轮询可直接使用STC官方库,我上传的源码也是可用的。但不一定刚好完美适合你,有动手能力的可以自行下载优化。

? ? ? ? 下边是代码讲解:

????????首先在Task.h文件中定义一个任务结构:

第一个元素是任务就绪标志位,可以手动置位,也可以定时器置位。第二个元素是挂起标志位,可以手动置位。

????????因为在执行回调函数中这两个标志位是逻辑与关系,所以只有两个都置1任务才会执行,一般使用时Run由定时器控制,Suspend由人工控制。不需要挂起可以直接删掉或者全部默认1。优先级后边讲解,不同的TIMCount可保证不同的任务分时启动,错开周期。TRITime周期重装值关系到任务执行的间隔时间!*TaskHook指向任务函数的指针,必须是无参数,无返回值类型。而且一定不能有死循环或者阻塞式延时函数。

typedef struct 
{
	uint8_t 	Run;               		//任务状态:Run/Stop
	uint8_t		Suspend;				//挂起任务
	uint8_t  	Priority;				//任务优先级
	uint16_t 	TIMCount;         		//定时计数器
	uint16_t 	TRITime;          		//重载计数器
	void (*TaskHook) (void); 			//任务函数
} TASK_COMPONENTS;  

使用头文件定义的结构体定义一个任务队列数组,把需要执行的任务填到数组中,越靠前执行的基础优先级越高。最后通过sizeof计算数组长度。

 TASK_COMPONENTS Task_Comps[]=
{
//	 状态  挂起      优先级      计数     周期  			函数
//	{Run, Suspend, Priority, TIMCount,TRITime,void (*TaskHook) (void);},						        
    {0, 1, 5, 25, 25, run_link},				    	/* 运行指示灯闪烁:250ms*/
	{0, 1, 1, 5, 5, Duty_cycle_updata},				/* 占空比更新,浓度计算更新:50ms */
	{0, 1, 1, 5, 5, ADC_data_handling},				/* ADC相关的数据处理 */
	{0, 1, 1, 1, 10, Can0_tx1},						/* 数据通信CAN第1帧  100ms */
	{0, 1, 1, 2, 10, Can0_tx2},						/* 数据通信CAN第2帧   100ms */
	{0, 1, 1, 3, 10, Can0_tx3},						/* 数据通信CAN第3帧   100ms */
	{0, 1, 1, 4, 10, Can0_tx4},						/* 数据通信CAN第4帧   100ms */
	{0, 1, 1, 5, 50, Can0_tx5},						/* 数据通信CAN第5帧   500ms */
	{0, 1, 1, 6, 50, Can0_tx6},						/* 数据通信CAN第6帧   500ms */
	{0, 1, 1, 7, 50, Can0_tx7},						/* 数据通信CAN第7帧   500ms */
	{0, 1, 1, 8, 50, Can0_tx8},						/* 数据通信CAN第8帧   500ms */
	{0, 1, 0, 10, 10, power_check}					/* 电源检测: 100ms */
};

uint8_t Tasks_Max = sizeof(Task_Comps)/sizeof(Task_Comps[0]);

?接下来我们要在定时器中断中做任务的就绪标记,建议使用1MS定时器。每次进入中断,我们对每个任务的计数器自减,一旦计数器归零,我们标记任务就绪,同时重装计数器为下次做准备。这里的重装值其实可以在任务的执行过程更改。我们可以随时改变任务的执行周期,比如我们可以在高负荷任务执行时,修改部分不重要的任务执行周期!以达到效率最大化目的!

//========================================================================
// 函数: Task_Handler_Callback
// 描述: 任务标记回调函数.
// 参数: None.
// 返回: None.
// 版本: V1.1, 2022-04-15
//========================================================================
void Task_Marks_Handler_Callback(void)
{
	uint8_t i;
	for(i=0; i<Tasks_Max; i++)
	{
		if(Task_Comps[i].TIMCount)    /* If the time is not 0 */
		{
			Task_Comps[i].TIMCount--;  /* Time counter decrement */
			if(Task_Comps[i].TIMCount == 0)  /* If time arrives */
			{
				/*Resume the timer value and try again */
				Task_Comps[i].TIMCount = Task_Comps[i].TRITime;  
				Task_Comps[i].Run = 1;    /* The task can be run */
			}
		}
	}
}

当任务标记完成后,我们就可以在主函数中轮询对任务执行了,具体如下:

首先从最高优先级的队列最靠前的查询,如果就绪标志和挂起标志都是1,那么就执行一次任务,同时返回任务标号,这个任务标号可以在主循环打印出来或记录,作为日志使用!

//========================================================================
// 函数: Task_Pro_Handler_Callback
// 描述: 任务处理回调函数.
// 参数: None.
// 返回: 任务队列编号(数组下标),可根据返回值检测程序是否按预计流程执行.
// 版本: V1.1, 2022-04-15
//========================================================================
uint8_t Task_Pro_Handler_Callback(void)
{
	uint8_t i,j;
	uint8_t k;

	for (i = 0; i < Priority_Max; ++i)		//从最高优先级查询
	{
		for(j=0; j<Tasks_Max; j++)			//从任务队列最前查询
		{
			if (Task_Comps[j].Priority==i)	//当前任务符合当前优先级
			{
				if((Task_Comps[i].Run) && (Task_Comps[i].Suspend))/* 如果任务就绪并且未挂起 */
				{
					Task_Comps[i].Run = 0;    /* 重置就绪标志*/
					Task_Comps[i].TaskHook();  /* 运行任务 */

					return i;				//返回执行的任务编号,结束本次查询执行
				}
			}
		}
	  }
	return 0xff;	//未执行任何任务,此处可不要。
}

到此配合我们上次讲的非阻塞串口收发,即可成为一个非常短小精悍的逻辑轮询式开发框架。51单片机非阻塞串口中断收发数据

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加:2022-05-18 17:49:03  更:2022-05-18 17:50:37 
 
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