時分多線程技術在單片機中的應用

　　在統(tǒng)籌考慮任務線程段的代碼量、外設響應、系統(tǒng)響應性能以及線程切換的數(shù)據(jù)保護量后，確定以lOms作線程時間片的切換單位。主要考慮以下幾方面因素：

　　(1)任務線程段代碼量的大小

　　根據(jù)各功能模塊大小，依據(jù)相關性以及時序等邏輯關系，在考慮各功能模塊內(nèi)聚性、線程切換運算量的基礎上，進行模塊分解、合并，組成線程執(zhí)行代碼段，以確保線程執(zhí)行代碼段(包括中斷服務程序的執(zhí)行時間)能在時間片內(nèi)完成，從而簡化了控制模型，降低了多線程中上下文之間切換的復雜度。

　　例如處理鍵盤輸入，為實現(xiàn)鍵盤輸入的消抖動干擾、冗余讀取鍵值以及持續(xù)按鍵與點擊按鍵功能。通過設置若干標識變量，細分鍵值處理線程的時序作業(yè)步驟，使每個作業(yè)執(zhí)行時間片小于lOms，從而適應時鐘片調度的時間約束條件，降低設計風險。

　　對按鍵的20～30ms防抖動延時，可通過設置標識量keydelay，在時間片中斷服務程序中進行延時計數(shù)，而在主循環(huán)程序中就可進行如下處理。

　　(2)外設響應

　　在考慮MCU同各種外設交互的延時因素中，要綜合平衡外設延時時間、線程切換、時間片周期等因素對系統(tǒng)整體綜合性能的影響，最大限度地提升CPU利用率。

　　(3)A/D數(shù)據(jù)轉換速率

　　對所讀溫度、功率值的采樣頻率，根據(jù)C8051F005的片上A/D轉換速率以及數(shù)字濾波處理的信號冗余讀數(shù)要求，兼顧時間片大小。

　　3 特別注意事項

　?、贂r間片中斷T2應設最高優(yōu)先級，以免其他中斷程序干擾時間片調度程序的實時性處理。

　?、谥袛喾粘绦虻恼{度算法應盡量簡短，提高系統(tǒng)的響應能力。

　　③注意堆棧操作的溢出控制。

　?、芊峙湓跁r間片中的線程代碼段要有合理的組合與調度考慮，以均衡負擔CPU的時間片，降低設計風險。

　?、菰诔跏蓟到y(tǒng)狀態(tài)時，確保線程狀態(tài)標識的創(chuàng)建，以及時間片中斷T2的使能。

　　⑥慎重處理中斷服務程序執(zhí)行時間，避免擠占線程時間片的正常處理，引起控制紊亂、系統(tǒng)崩潰。

　　結語

　　針對日益復雜、多樣、高實時要求的應用項目，本文提供了一種易于設計、功能便于擴充的解決方案。由此也啟示我們，采用正確、靈活的設計方法，綜合運用現(xiàn)有技術，可有效提高單片機應用系統(tǒng)性能，擴大應用領域，增強實時控制能力，降低開發(fā)難度。