分時操作系統(tǒng)思想在單片機中的實現(xiàn)
加入技術交流群
2.單片機分時系統(tǒng)的軟件設計
為了合理實現(xiàn)單片機分時系統(tǒng)，還須有完善的調度機制。完善的調度機制主要由調度指針和調度表組成。系統(tǒng)的調度分成兩級，一是“路”的調度，相當于指示程序橫向進行：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。“路”調度的調度指針變化規(guī)律是固定不變的，算法簡單，即遞增一或遞減一，循環(huán)到頭后，再返回到起始。相對應的“路”調度指針還應構造“路”調度表。“路”調度表每一項表示各“路”程序入口地址及跳轉指令。以MCS-51單片機為例，采用AJMP addr11作為每一項的內容，則調度表的每一表項占2個字節(jié)；當程序較長超過2K字節(jié)，則采用LJMP addr16作為每一項內容，占3個字節(jié)。所設計的單片機系統(tǒng)共有多少“路”，該調度表就有多少項數。二是作業(yè)調度，即相當于指示程序縱向進行：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。因稍復雜任務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)都要根據系統(tǒng)的檢測或運算結果來決定，因此作業(yè)調度指針的變化是隨機決定的。作業(yè)調度表的構成形式與“路”調度表相同，每一項表示各作業(yè)模塊的程序入口地址及跳轉指令。作業(yè)調度表指示出各作業(yè)執(zhí)行的一般先后次序，表項數等于一路任務的最大作業(yè)數。為了分清每路的任務進程，單片機系統(tǒng)要控制多少路就必須有多少個作業(yè)調度指針及相應作業(yè)調度表。以上兩級指針都為1個字節(jié)的整數變量。調度指針與調度表的聯(lián)系是通過指令JMP @A+DPTR實現(xiàn)的。DPTR中是調度表的首地址。累加器A中的內容是調度指針的整數倍，若表項內容是AJMP addr11，則A的值為調度指針乘2；若表項內容是LJMP addr16，則A的值為調度指針乘3。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/173040.htm
除了以上主程序的調度設計外，各個作業(yè)中共同的功能應放在中斷中實現(xiàn)，主要是放在定時器中斷。如計時功能應放在定時器定時中斷中實現(xiàn)，定時參數的選 擇應考慮到系統(tǒng)各個作業(yè)中各種計時的要求，定時頻率一般為最小計時頻率的整數倍。任何軟件延時都是不允許的。 實現(xiàn)分時控制的關鍵是在于合理地將系統(tǒng)的功能分解成各個作業(yè)模塊。作業(yè)模塊分得越細系統(tǒng)的實時性就越好。雖然單片機的時鐘頻率較低，在實際應用中當各個作 業(yè)模塊被細分成各個“動作”及簡單的運算后，分時系統(tǒng)的實時性是能得到保證的。缺點就是各“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、應用實例
1.系統(tǒng)硬件及工作原理
賓館用的視頻點播系統(tǒng)VOD（Video On Demand）中，從各個機定盒送出的上行信號用DTMF碼通過電話線傳輸到機房的主控制柜中的上行信號采集卡中。為了能同時接受多個用戶的點播操作，上 行信號采集卡必須有接受多路電話傳輸信息的功能，為此，筆者設計了8路電話采集卡，可同時接受8路用戶的點播操作，系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。
每路大致的主程序是：檢測到振鈴信號后(即為振鈴檢測腳變低并保持8ms以上)，繼電器吸合，同時馬上給機定盒回一接通信號——#鍵(保持 400ms)。然后等待機定盒發(fā)送點播信息：客房號、點播的節(jié)目號，共4位DTMF碼；若1s內無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，狀態(tài)位復原，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志，轉化成3字節(jié)送到串行發(fā)送緩沖區(qū)，在定時器中斷服務程 序中發(fā)送。等待視頻服務器回送應答信息，根據應答信息不同向機定盒回送不同的信息；若超時無應答也向機定盒回送一碼(發(fā)碼時間都為100ms)。最后，繼 電器斷開，狀態(tài)標志復原，緩沖區(qū)清0，作業(yè)指針也回到0。一個過程完成。
評論