單片機(jī)代碼寫(xiě)入的三種常用語(yǔ)句，看完之后不翻車(chē)！

　　工作中經(jīng)過(guò)摸索實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出單片機(jī)大致應(yīng)用程序的架構(gòu)有三種：

　　1. 簡(jiǎn)單的前后臺(tái)順序執(zhí)行程序，這類(lèi)寫(xiě)法是大多數(shù)人使用的方法，不需用思考程序的具體架構(gòu)，直接通過(guò)執(zhí)行順序編寫(xiě)應(yīng)用程序即可。

　　2. 時(shí)間片輪詢(xún)法，此方法是介于順序執(zhí)行與操作系統(tǒng)之間的一種方法。

　　3. 操作系統(tǒng)，此法應(yīng)該是應(yīng)用程序編寫(xiě)的最高境界。

　　下面就分別談?wù)勥@三種方法的利弊和適應(yīng)范圍等。

　　一、順序執(zhí)行法

　　這種方法，這應(yīng)用程序比較簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性，并行性要求不太高的情況下是不錯(cuò)的方法，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，思路比較清晰。但是當(dāng)應(yīng)用程序比較復(fù)雜的時(shí)候，如果沒(méi)有一個(gè)完整的流程圖，恐怕別人很難看懂程序的運(yùn)行狀態(tài)，而且隨著程序功能的增加，編寫(xiě)應(yīng)用程序的工程師的大腦也開(kāi)始混亂。即不利于升級(jí)維護(hù)，也不利于代碼優(yōu)化。本人寫(xiě)個(gè)幾個(gè)比較復(fù)雜一點(diǎn)的應(yīng)用程序，剛開(kāi)始就是使用此法，最終雖然能夠?qū)崿F(xiàn)功能，但是自己的思維一直處于混亂狀態(tài)。導(dǎo)致程序一直不能讓自己滿(mǎn)意。

　　這種方法大多數(shù)人都會(huì)采用，而且我們接受的教育也基本都是使用此法。對(duì)于我們這些基本沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，程序架構(gòu)的單片機(jī)工程師來(lái)說(shuō)，無(wú)疑很難在應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)上有一個(gè)很大的提高，也導(dǎo)致了不同工程師編寫(xiě)的應(yīng)用程序很難相互利于和學(xué)習(xí)。

　　本人建議，如果喜歡使用此法的網(wǎng)友，如果編寫(xiě)比較復(fù)雜的應(yīng)用程序，一定要先理清頭腦，設(shè)計(jì)好完整的流程圖再編寫(xiě)程序，否則后果很?chē)?yán)重。當(dāng)然應(yīng)該程序本身很簡(jiǎn)單，此法還是一個(gè)非常必須的選擇。

　　下面就寫(xiě)一個(gè)順序執(zhí)行的程序模型，方便和下面兩種方法對(duì)比：

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FuncTIonName ： main（）

　　* DescripTIon ： 主函數(shù)

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　int main（void）

　　{

　　uint8 keyValue;

　　InitSys（）; // 初始化

　　while （1）

　　{

　　TaskDisplayClock（）;

　　keyValue = TaskKeySan（）;

　　switch （keyValue）

　　{

　　case x： TaskDispStatus（）; break;

　　。。。

　　default： break;

　　}

　　}

　　}

　　二、時(shí)間片輪詢(xún)法

　　時(shí)間片輪詢(xún)法，在很多書(shū)籍中有提到，而且有很多時(shí)候都是與操作系統(tǒng)一起出現(xiàn)，也就是說(shuō)很多時(shí)候是操作系統(tǒng)中使用了這一方法。不過(guò)我們這里要說(shuō)的這個(gè)時(shí)間片輪詢(xún)法并不是掛在操作系統(tǒng)下，而是在前后臺(tái)程序中使用此法。也是本貼要詳細(xì)說(shuō)明和介紹的方法。

　　對(duì)于時(shí)間片輪詢(xún)法，雖然有不少書(shū)籍都有介紹，但大多說(shuō)得并不系統(tǒng)，只是提提概念而已。下面本人將詳細(xì)介紹這種模式，并參考別人的代碼建立的一個(gè)時(shí)間片輪詢(xún)架構(gòu)程序的方法，我想將給初學(xué)者有一定的借鑒性。

　　在這里我們先介紹一下定時(shí)器的復(fù)用功能。

　　使用1個(gè)定時(shí)器，可以是任意的定時(shí)器，這里不做特殊說(shuō)明，下面假設(shè)有3個(gè)任務(wù)，那么我們應(yīng)該做如下工作：

　　1. 初始化定時(shí)器，這里假設(shè)定時(shí)器的定時(shí)中斷為1ms（當(dāng)然你可以改成10ms，這個(gè)和操作系統(tǒng)一樣，中斷過(guò)于頻繁效率就低，中斷太長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差）。

　　2. 定義一個(gè)數(shù)值：

　　代 碼

　　#define TASK_NUM （3） // 這里定義的任務(wù)數(shù)為3，表示有三個(gè)任務(wù)會(huì)使用此定時(shí)器定時(shí)。

　　uint16 TaskCount［TASK_NUM］ ; // 這里為三個(gè)任務(wù)定義三個(gè)變量來(lái)存放定時(shí)值

　　uint8 TaskMark［TASK_NUM］; // 同樣對(duì)應(yīng)三個(gè)標(biāo)志位，為0表示時(shí)間沒(méi)到，為1表示定時(shí)時(shí)間到。

　　3. 在定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)中添加：

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FuncTIonName ： TImerInterrupt（）

　　* Description ： 定時(shí)中斷服務(wù)函數(shù)

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TimerInterrupt（void）

　　{

　　uint8 i;

　　for （i=0; i《TASKS_NUM; i++）

　　{

　　if （TaskCount［i］）

　　{

　　TaskCount［i］--;

　　if （TaskCount［i］ == 0）

　　{

　　TaskMark［i］ = 0x01;

　　}

　　}

　　}

　　}

　　代碼解釋?zhuān)憾〞r(shí)中斷服務(wù)函數(shù)，在中斷中逐個(gè)判斷，如果定時(shí)值為0了，表示沒(méi)有使用此定時(shí)器或此定時(shí)器已經(jīng)完成定時(shí)，不著處理。否則定時(shí)器減一，知道為零時(shí)，相應(yīng)標(biāo)志位值1，表示此任務(wù)的定時(shí)值到了。

　　4. 在我們的應(yīng)用程序中，在需要的應(yīng)用定時(shí)的地方添加如下代碼，下面就以任務(wù)1為例：

　　代 碼

　　TaskCount［0］ = 20; // 延時(shí)20ms

　　TaskMark［0］ = 0x00; // 啟動(dòng)此任務(wù)的定時(shí)器

　　到此我們只需要在任務(wù)中判斷TaskMark［0］ 是否為0x01即可。其他任務(wù)添加相同，至此一個(gè)定時(shí)器的復(fù)用問(wèn)題就實(shí)現(xiàn)了。用需要的朋友可以試試，效果不錯(cuò)哦。。。。。。。。。。。

　　通過(guò)上面對(duì)1個(gè)定時(shí)器的復(fù)用我們可以看出，在等待一個(gè)定時(shí)的到來(lái)的同時(shí)我們可以循環(huán)判斷標(biāo)志位，同時(shí)也可以去執(zhí)行其他函數(shù)。

　　循環(huán)判斷標(biāo)志位：

　　那么我們可以想想，如果循環(huán)判斷標(biāo)志位，是不是就和上面介紹的順序執(zhí)行程序是一樣的呢？一個(gè)大循環(huán)，只是這個(gè)延時(shí)比普通的for循環(huán)精確一些，可以實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)。

　　執(zhí)行其他函數(shù)：

　　那么如果我們?cè)谝粋€(gè)函數(shù)延時(shí)的時(shí)候去執(zhí)行其他函數(shù)，充分利用CPU時(shí)間，是不是和操作系統(tǒng)有些類(lèi)似了呢？但是操作系統(tǒng)的任務(wù)管理和切換是非常復(fù)雜的。下面我們就將利用此方法架構(gòu)一直新的應(yīng)用程序。

　　時(shí)間片輪詢(xún)法的架構(gòu)：

　　1.設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)體：

　　代 碼

　　// 任務(wù)結(jié)構(gòu)

　　typedef struct _TASK_COMPONENTS

　　{

　　uint8 Run; // 程序運(yùn)行標(biāo)記：0-不運(yùn)行，1運(yùn)行

　　uint8 Timer; // 計(jì)時(shí)器

　　uint8 ItvTime; // 任務(wù)運(yùn)行間隔時(shí)間

　　void （*TaskHook）（void）; // 要運(yùn)行的任務(wù)函數(shù)

　　} TASK_COMPONENTS; // 任務(wù)定義

　　這個(gè)結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)非常重要，一個(gè)用4個(gè)參數(shù)，注釋說(shuō)的非常詳細(xì)，這里不在描述。

　　2. 任務(wù)運(yùn)行標(biāo)志出來(lái)，此函數(shù)就相當(dāng)于中斷服務(wù)函數(shù)，需要在定時(shí)器的中斷服務(wù)函數(shù)中調(diào)用此函數(shù)，這里獨(dú)立出來(lái)，并于移植和理解。

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： TaskRemarks（）

　　* Description ： 任務(wù)標(biāo)志處理

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TaskRemarks（void）

　　{

　　uint8 i;

　　for （i=0; i《TASKS_MAX; i++） // 逐個(gè)任務(wù)時(shí)間處理

　　{

　　if （TaskComps［i］.Timer） // 時(shí)間不為0

　　{

　　TaskComps［i］.Timer--; // 減去一個(gè)節(jié)拍

　　if （TaskComps［i］.Timer == 0） // 時(shí)間減完了

　　{

　　TaskComps［i］.Timer = TaskComps［i］.ItvTime; // 恢復(fù)計(jì)時(shí)器值，從新下一次

　　TaskComps［i］.Run = 1; // 任務(wù)可以運(yùn)行

　　}

　　}

　　}

　　}

　　大家認(rèn)真對(duì)比一下次函數(shù)，和上面定時(shí)復(fù)用的函數(shù)是不是一樣的呢？

　　3. 任務(wù)處理：

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： TaskProcess（）

　　* Description ： 任務(wù)處理

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TaskProcess（void）

　　{

　　uint8 i;

　　for （i=0; i《TASKS_MAX; i++） // 逐個(gè)任務(wù)時(shí)間處理

　　{

　　if （TaskComps［i］.Run） // 時(shí)間不為0

　　{

　　TaskComps［i］.TaskHook（）; // 運(yùn)行任務(wù)

　　TaskComps［i］.Run = 0; // 標(biāo)志清0

　　}

　　}

　　}

　　此函數(shù)就是判斷什么時(shí)候該執(zhí)行那一個(gè)任務(wù)了，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的管理操作，應(yīng)用者只需要在main（）函數(shù)中調(diào)用此函數(shù)就可以了，并不需要去分別調(diào)用和處理任務(wù)函數(shù)。

　　到此，一個(gè)時(shí)間片輪詢(xún)應(yīng)用程序的架構(gòu)就建好了，大家看看是不是非常簡(jiǎn)單呢？此架構(gòu)只需要兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)結(jié)構(gòu)體，為了應(yīng)用方面 下面將再建立一個(gè)枚舉型變量。

　　下面就說(shuō)說(shuō)怎樣應(yīng)用吧，假設(shè)我們有三個(gè)任務(wù)：時(shí)鐘顯示，按鍵掃描，和工作狀態(tài)顯示。

　　1. 定義一個(gè)上面定義的那種結(jié)構(gòu)體變量：

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* Variable definition

　　**************************************************************************************/

　　static TASK_COMPONENTS TaskComps［］ =

　　{

　　{0， 60， 60， TaskDisplayClock}， // 顯示時(shí)鐘

　　{0， 20， 20， TaskKeySan}， // 按鍵掃描

　　{0， 30， 30， TaskDispStatus}， // 顯示工作狀態(tài)

　　// 這里添加你的任務(wù)。。。。

　　};

　　在定義變量時(shí)，我們已經(jīng)初始化了值，這些值的初始化，非常重要，跟具體的執(zhí)行時(shí)間優(yōu)先級(jí)等都有關(guān)系，這個(gè)需要自己掌握。

　?、俅蟾乓馑际?，我們有三個(gè)任務(wù)，沒(méi)1s執(zhí)行以下時(shí)鐘顯示，因?yàn)槲覀兊臅r(shí)鐘最小單位是1s，所以在秒變化后才顯示一次就夠了。

　?、谟捎诎存I在按下時(shí)會(huì)參數(shù)抖動(dòng)，而我們知道一般按鍵的抖動(dòng)大概是20ms，那么我們?cè)陧樞驁?zhí)行的函數(shù)中一般是延伸20ms，而這里 我們每20ms掃描一次，是非常不錯(cuò)的出來(lái)，即達(dá)到了消抖的目的，也不會(huì)漏掉按鍵輸入。

　　③為了能夠顯示按鍵后的其他提示和工作界面，我們這里設(shè)計(jì)每30ms顯示一次，如果你覺(jué)得反應(yīng)慢了，你可以讓這些值小一點(diǎn)。后面的名稱(chēng)是對(duì)應(yīng)的函數(shù)名，你必須在應(yīng)用程序中編寫(xiě)這函數(shù)名稱(chēng)和這三個(gè)一樣的任務(wù)。

　　2. 任務(wù)列表：

　　代 碼

　　// 任務(wù)清單

　　typedef enum _TASK_LIST

　　{

　　TAST_DISP_CLOCK， // 顯示時(shí)鐘

　　TAST_KEY_SAN， // 按鍵掃描

　　TASK_DISP_WS， // 工作狀態(tài)顯示

　　// 這里添加你的任務(wù)。。。。

　　TASKS_MAX // 總的可供分配的定時(shí)任務(wù)數(shù)目

　　} TASK_LIST;

　　好好看看，我們這里定義這個(gè)任務(wù)清單的目的其實(shí)就是參數(shù)TASKS_MAX的值，其他值是沒(méi)有具體的意義的，只是為了清晰的表面任務(wù)的關(guān)系而已。

　　3. 編寫(xiě)任務(wù)函數(shù)：

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： TaskDisplayClock（）

　　* Description ： 顯示任務(wù)

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TaskDisplayClock（void）

　　{

　　}

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： TaskKeySan（）

　　* Description ： 掃描任務(wù)

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TaskKeySan（void）

　　{

　　}

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： TaskDispStatus（）

　　* Description ： 工作狀態(tài)顯示

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TaskDispStatus（void）

　　{

　　}

　　// 這里添加其他任務(wù)。。。。。。。。。

　　現(xiàn)在你就可以根據(jù)自己的需要編寫(xiě)任務(wù)了。

　　4. 主函數(shù)：

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： main（）

　　* Description ： 主函數(shù)

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　int main（void）

　　{

　　InitSys（）; // 初始化

　　while （1）

　　{

　　TaskProcess（）; // 任務(wù)處理

　　}

　　}

　　到此我們的時(shí)間片輪詢(xún)這個(gè)應(yīng)用程序的架構(gòu)就完成了，你只需要在我們提示的地方添加你自己的任務(wù)函數(shù)就可以了。是不是很簡(jiǎn)單啊，有沒(méi)有點(diǎn)操作系統(tǒng)的感覺(jué)在里面？

　　不防試試把，看看任務(wù)之間是不是相互并不干擾？并行運(yùn)行呢？當(dāng)然重要的是，還需要，注意任務(wù)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，需要采用全局變量，除此之外還需要注意劃分任務(wù)以及任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間，在編寫(xiě)任務(wù)時(shí)，盡量讓任務(wù)盡快執(zhí)行完成。。。。。。。。

　　三、操作系統(tǒng)

　　操作系統(tǒng)的本身是一個(gè)比較復(fù)雜的東西，任務(wù)的管理，執(zhí)行本事并不需要我們?nèi)チ私?。但是光是移植都是一件非常困難的是，雖然有人說(shuō)過(guò)“你如果使用過(guò)系統(tǒng)，將不會(huì)在去使用前后臺(tái)程序”。但是真正能使用操作系統(tǒng)的人并不多，不僅是因?yàn)橄到y(tǒng)的使用本身很復(fù)雜，而且還需要購(gòu)買(mǎi)許可證（ucos也不例外，如果商用的話(huà)）。

　　這里本人并不想過(guò)多的介紹操作系統(tǒng)本身，因?yàn)椴皇且粌删湓?huà)能過(guò)說(shuō)明白的，下面列出UCOS下編寫(xiě)應(yīng)該程序的模型。大家可以對(duì)比一下，這三種方式下的各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： main（）

　　* Description ： 主函數(shù)

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　int main（void）

　　{

　　OSInit（）; // 初始化uCOS-II

　　OSTaskCreate（（void （*） （void *）） TaskStart， // 任務(wù)指針

　?。╲oid *） 0， // 參數(shù)

　　（OS_STK *） TaskStartStk［TASK_START_STK_SIZE - 1］， // 堆棧指針

　　（INT8U ） TASK_START_PRIO）; // 任務(wù)優(yōu)先級(jí)

　　OSStart（）; // 啟動(dòng)多任務(wù)環(huán)境

　　return （0）;

　　}

　　代 碼

　　/**************************************************************************************

　　* FunctionName ： TaskStart（）

　　* Description ： 任務(wù)創(chuàng)建，只創(chuàng)建任務(wù)，不完成其他工作

　　* EntryParameter ： None

　　* ReturnValue ： None

　　**************************************************************************************/

　　void TaskStart（void* p_arg）

　　{

　　OS_CPU_SysTickInit（）; // Initialize the SysTick.

　　#if （OS_TASK_STAT_EN 》 0）

　　OSStatInit（）; // 這東西可以測(cè)量CPU使用量

　　#endif

　　OSTaskCreate（（void （*） （void *）） TaskLed， // 任務(wù)1

　?。╲oid *） 0， // 不帶參數(shù)

　?。∣S_STK *） TaskLedStk［TASK_LED_STK_SIZE - 1］， // 堆棧指針

　?。↖NT8U ） TASK_LED_PRIO）; // 優(yōu)先級(jí)

　　// Here the task of creating your

　　while （1）

　　{

　　OSTimeDlyHMSM（0， 0， 0， 100）;

　　}

　　}

　　不難看出，時(shí)間片輪詢(xún)法優(yōu)勢(shì)還是比較大的，即由順序執(zhí)行法的優(yōu)點(diǎn)，也有操作系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)清晰，簡(jiǎn)單，非常容易理解。