單片機(jī)多任務(wù)的時(shí)間片方式實(shí)現(xiàn)
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初始化定時(shí)器后，要進(jìn)入某個(gè)任務(wù)的死循環(huán)當(dāng)中。假設(shè)我們要進(jìn)入任務(wù)1中，則如下所示：
TaskIndex為全局變量，用以存儲(chǔ)當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)序號(hào)；難點(diǎn)在于ret的妙用。ret一般用于子函數(shù)的最后一條，以回到調(diào)用函數(shù)前下一條指令的地址。ret的實(shí)質(zhì)是取出此時(shí)堆棧中棧頂?shù)膬蓚€(gè)字節(jié)賦給PC寄存器，以返回調(diào)用函數(shù)前的位置。所以，上述代碼是先把任務(wù)1的地址放進(jìn)堆棧中，然后調(diào)用ret來取出地址給PC，以重新跳到任務(wù)1中去執(zhí)行。
3．2 多任務(wù)切換的主循環(huán)
進(jìn)入某個(gè)任務(wù)進(jìn)行死循環(huán)后，程序的主循環(huán)流程如圖3所示。當(dāng)程序進(jìn)入到某個(gè)任務(wù)進(jìn)行死循環(huán)時(shí)，如上面的任務(wù)i，定時(shí)器中斷周期發(fā)生，發(fā)生時(shí)意味著該任務(wù)的時(shí)間片結(jié)束，準(zhǔn)備執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。這些準(zhǔn)備工作是在中斷里做的，如圖3所示。首先，應(yīng)保存此時(shí)用到的各個(gè)寄存器值，以便下次輪到該任務(wù)時(shí)取出繼續(xù)執(zhí)行，還要保存棧頂?shù)奈恢茫员阆麓文苋〕鏊４娴闹?；然后通過全局變量TaskIndex取得下一個(gè)任務(wù)的序號(hào)，通過任務(wù)序號(hào)，得到下一個(gè)任務(wù)的堆棧棧頂?shù)牡刂?，賦給棧頂寄存器SP；然后通過SP取出保存的各個(gè)通用寄存器值；最后，重設(shè)定時(shí)器值，使中斷能夠再次進(jìn)行任務(wù)切換。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/170457.htm
這里重要的是整個(gè)思路，沒有比較難的代碼，故沒有貼出代碼。值得提醒的是，保存通用寄存器值時(shí)，并不需要保存所有的通用寄存器值，只需要保存任務(wù)中用到的就可以。這里解釋前面程序中提及的45H、55H、65H：各個(gè)任務(wù)堆棧的開始處存儲(chǔ)各個(gè)任務(wù)的地址，然后再把要保護(hù)的寄存器值入棧，棧頂抬高；而要恢復(fù)下一個(gè)任務(wù)時(shí)，需將上次保護(hù)寄存器后的棧頂值賦給SP寄存器，然后逐個(gè)出棧賦值給各個(gè)寄存器值，直到棧底處存儲(chǔ)的上次任務(wù)暫停處的地址。因?yàn)楸疚牡尿?yàn)證程序只保護(hù)了A、B、R0、R2 4個(gè)寄存器值，堆棧剛好到達(dá)45H、55H、65H。
總結(jié)
單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的另一種常用方式是把任務(wù)切成小片，然后放在主循環(huán)里。這樣，每個(gè)循環(huán)執(zhí)行一次各個(gè)任務(wù)的一小片，從而看起來所有的任務(wù)都同時(shí)進(jìn)行。切片的思想是把一個(gè)任務(wù)細(xì)分成多個(gè)步驟，而每次只執(zhí)行其中一小步。如多段數(shù)碼管的顯示可以每次只顯示一段，這是更常用的方式，但并不是每個(gè)任務(wù)都可以切片的。
本文所講的這種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)多任務(wù)的方式要求程序員要有比較好的匯編基礎(chǔ)，要求對(duì)中斷的實(shí)現(xiàn)過程比較熟悉，對(duì)ret指令的實(shí)質(zhì)要理解，能夠根據(jù)任務(wù)來分配堆棧，對(duì)操作系統(tǒng)管理CPU時(shí)間片有大致理解，因此要求比較高。另一方面，時(shí)間片定多少需要程序員根據(jù)任務(wù)的不同來選擇，需要測(cè)試多次來達(dá)到性能的最優(yōu)化。
評(píng)論