單片機多任務(wù)框架設(shè)計

作者：高林,黃敏,羅江(江西方興科技有限公司,南昌 330025) 時間：2021-11-15 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：單片機將各功能部件集成在一塊芯片上，集成度高，體積小，可以滿足控制和運行的需要。單片機有豐富的輸入輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。鑒于單片機的特點，單片機廣泛應(yīng)用，種類繁多。對應(yīng)不同的單片機系列，簡單可靠的嵌入式程序框架便于開發(fā)、移植以及維護，縮短產(chǎn)品的程序開發(fā)周期。

單片機應(yīng)用廣泛，內(nèi)部資源搭配豐富。雖然豐儉由人，但是在單片機選型的時候，我們往往會選擇性價比相對較高的。選定了單片機，程序設(shè)計工作量也不小。如何方便快捷的移植、開發(fā)調(diào)試以及維護，可以實現(xiàn)是程序設(shè)計人員追求的縮短設(shè)計周期的目標(biāo)。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/202111/429669.htm

1 框架分析

跑系統(tǒng)的單片機可以更有效支持多任務(wù)，完成更加復(fù)雜的任務(wù)，但需要更大的存儲空間用于系統(tǒng)程序和用戶程序；裸跑的單片機只能進行單任務(wù)，對存儲空間需求較低。在這里主要研究一種多任務(wù)程序框架設(shè)計，讓裸奔的單片機跑出操作系統(tǒng)的感覺，單片機雖然是裸機奔跑，但是往往現(xiàn)實的需要決定了我們必須跑出操作系統(tǒng)的姿態(tài)——多任務(wù)程序。

系統(tǒng)實現(xiàn)多任務(wù)，最重要的特點是分時和消息傳遞與處理。引用一個網(wǎng)友的總結(jié)：stateMachine +timerTick + queue。

queue，在設(shè)計框架時需要設(shè)計一個消息隊列貫穿整個系統(tǒng)，把這個隊列機制做成通用模塊，在不同的程序執(zhí)行模塊中調(diào)用。消息隊列用于緩沖事件，事件不知道什么時候會到來，也不能保證來了就能迅速得到處理，使用消息隊列，可以保證每個事件都能處理到。消息通常分為兩種類型：①外部事件收集，然后存儲到隊列，如按鍵、IO 中斷、時鐘任務(wù)等硬件發(fā)出；②在任務(wù)處理過程中，一個任務(wù)觸發(fā)新的任務(wù)，例如在藍牙遙控器中，接收解析串口數(shù)據(jù)的任務(wù)中發(fā)出按鍵消息。timerTick，系統(tǒng)的時鐘基準(zhǔn)。用一個定時器來建立通用定時器任務(wù)，管理不同任務(wù)相關(guān)的多個定時器，在定時到達時，由定時器任務(wù)發(fā)出消息。

stateMachine，任務(wù)收到消息后，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)決定如何處理消息。

2 框架設(shè)計

我們以包含按鍵開關(guān)一個定時1 s 的LED 燈閃爍為例，示例包含框架的全部內(nèi)容。

圖1是程序流程圖。