高效使用單片機放棄程序中延時函數(shù)

比如有很多個鍵盤、LED點陣、數(shù)碼管等，它們都需要實時響應(yīng)，很容造成編程困難、響應(yīng)遲鈍，其實只要把延時的時間回收，處理這些就非常從容了。

可能還有人會說，有些項目用不了這么苛刻的時間，你回收的時間用不了，要那么多干嘛?

其實這時，你就可以用死循環(huán)掃描事件，可以實時響應(yīng)。你的系統(tǒng)跟原來空循環(huán)延時比，實時性要高了不知多少倍。2、變異的協(xié)作式內(nèi)核

先說說嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核，簡單的說，它就是個任務(wù)調(diào)度器，讓多個任務(wù)在同一個CPU上同時執(zhí)行，所謂同時也是相對的，無非就第一個任務(wù)執(zhí)行幾毫秒、第二個任務(wù)在執(zhí)行幾毫秒。。。外表看起來就是同時執(zhí)行。

至于可剝奪式內(nèi)核和協(xié)作式內(nèi)核的區(qū)別，大家可以百度一下。

說道能在單片機上用的嵌入式操作系統(tǒng)，大家會說出一些如uCosII、FreeOS等操作系統(tǒng)。

還有很多人對這些操作系統(tǒng)十分抗拒、十分反對，他們的理由是什么?

1、這些操作系統(tǒng)占用大量RAM、ROM

2、這些實時操作系統(tǒng)所謂的實時是相對非實時操作系統(tǒng)的，跟裸機比實際上是慢了

這些理由不是沒道理，因為這些商用操作系統(tǒng)都是可剝奪式內(nèi)核，它們的原則是保證最高優(yōu)先級任務(wù)在可確定的時間內(nèi)響應(yīng)。

它們的有優(yōu)點是任務(wù)切換時間是確定的，不會隨任務(wù)的多少而改變。

有了這些確定性，讓它們在商用產(chǎn)品大放光彩。因為其時間穩(wěn)定性。

但它們的缺點也很明顯，中斷級節(jié)拍浪費很多時間。任務(wù)間同時調(diào)用時引發(fā)同步問題而引入許多如信號量、郵箱等機制浪費大量RAM、ROM。

綜上，可剝奪式內(nèi)核穩(wěn)定可定量，在越高級的單片機上越有優(yōu)勢，在8位機上可用，但需要大量裁剪，并不一定合適。

而協(xié)作式內(nèi)核的核心思想是什么?它不像剝奪式內(nèi)核保證最高級任務(wù)速度最快，而是保證所有任務(wù)的平均速度最快!

正如我前面的說法，我連續(xù)兩個延時函數(shù)之間的代碼很難超過1ms，甚至很難超過100us，我們可以將其忽略。這樣10個任務(wù)，第一個執(zhí)行完主動放棄單片機控制權(quán)，交給第二個任務(wù)，第二個任務(wù)執(zhí)行完主動放棄控制權(quán)，交給第三個任務(wù)。10個任務(wù)之間無間隙，每一個任務(wù)需要延時時，就主動放棄控制權(quán)。

基于這種思想，我們的就達到了回收空轉(zhuǎn)延時的目的，而且應(yīng)為每個任務(wù)是執(zhí)行完后主動放棄，所以不存在剝奪式內(nèi)核的同步問題，基本不需要郵箱、信號量等機制，對RAM、ROM的要求就非常低了。

這樣來看，協(xié)作式內(nèi)核非常適合8位機。但可能有太多嵌入式系統(tǒng)的書中對剝奪式內(nèi)核不分場合的認可，造成很多人誤解。而且uCos等系統(tǒng)的權(quán)威，也讓很多RTOS作者爭相效仿，沒用對8位機的場合做合理分析。

商用系統(tǒng)中沒有協(xié)作式內(nèi)核，而民用的，還少有優(yōu)秀的協(xié)作式內(nèi)核，都是基于傳統(tǒng)節(jié)拍。

傳統(tǒng)協(xié)作式內(nèi)核需要定時中斷為時鐘基準，也會間歇性打斷任務(wù)，造成不必要的損失，這并不是我們想要的。

我們其實可以僅僅是讓定時器以大分頻系數(shù)開著， 而不給其產(chǎn)生中斷的機會。當任務(wù)將要放棄使用權(quán)時，讀取定時器，作為時鐘基準，然后清零。

做法一句兩句說不清，而效果是什么?可以做到任務(wù)是以不受干擾，與裸機相同的工作狀態(tài)，這是傳統(tǒng)協(xié)作式內(nèi)核做不到的，而僅當它需要延時了，才放棄使用權(quán)，將延時的時間給其它任務(wù)。這正符合我全文的目的 -- 回收空轉(zhuǎn)延時時間，這樣的內(nèi)核體積會非常小，運行方式與裸機無異，僅僅是把空轉(zhuǎn)延時時間干些其它事。對使用者還沒什么要求，不想以往系統(tǒng)那么復(fù)雜。

可惜市面上并沒有基于這種方式的內(nèi)核，我已經(jīng)寫了一個，非常精簡，運行穩(wěn)定。但作為一個想應(yīng)用實際的內(nèi)核，還需要檢驗。