單片機(jī)的多任務(wù)思考

1、單片機(jī)的多任務(wù)處理思考對于單片機(jī)這樣一個(gè)非常基礎(chǔ)的控制芯片，我們常常用于處理一些針對性比較強(qiáng)的任務(wù)，任務(wù)的性質(zhì)比較簡單，而且流程是按照順序執(zhí)行的，邏輯上非常直白。下面是單片機(jī)常見的順序執(zhí)行流程開始執(zhí)行結(jié)果現(xiàn)實(shí)中的情況往往比這要復(fù)雜一些例如，顯示需要定時(shí)刷新，紅外接收器接受數(shù)據(jù)需要立即響應(yīng)并解碼，超聲波的數(shù)據(jù)需要立即分析，這些情況利用中斷端口的實(shí)時(shí)響應(yīng)特性解決，如果端口的數(shù)量比較多，而且要求響應(yīng)時(shí)間比較短，那么程序的結(jié)構(gòu)就不能按照正常的順序執(zhí)行來設(shè)計(jì)。此時(shí)，單片機(jī)的多任務(wù)處理的要求就提出來了，電腦操作系統(tǒng)中有多線程和多任務(wù)處理的能力，根據(jù)他們的設(shè)計(jì)思路，我們是不是可以設(shè)計(jì)出一個(gè)符合單片機(jī)特性的多

2、任務(wù)的程序結(jié)構(gòu)呢！而且對于這個(gè)多任務(wù)程序結(jié)構(gòu)中不能太依賴單片機(jī)的特殊資源，原因就是方便程序的移植。在計(jì)算機(jī)的編程中，一個(gè)基本的概念就是同時(shí)對多個(gè)任務(wù)進(jìn)行控制。許多程序設(shè)計(jì)都要求程序能夠停下手頭的工作，改為處理其他一些問題，再返回主程序?？梢酝ㄟ^多種途徑達(dá)到這個(gè)目的。單片機(jī)中是通過硬件級的中斷實(shí)現(xiàn)的。盡管這是一種有效的方法，但編出的程序很難移植，這樣就另外一個(gè)問題，代價(jià)高昂問題，如果所有的編程都需要從頭開始編寫，盡管這個(gè)問題在其他的項(xiàng)目中，也曾遇到過，那么時(shí)間價(jià)值就浪費(fèi)掉了，所以多任務(wù)的一個(gè)基本要求就是不要太依賴硬件給予的特殊資源，其通用性的價(jià)值要體現(xiàn)出來。好了，現(xiàn)在我們來看，為了同步完成多項(xiàng)任

3、務(wù)，單片機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率就要提上來，基礎(chǔ)單片機(jī)的運(yùn)行速度是1us，通過提高單片機(jī)的晶振頻率或者采用增強(qiáng)型的單片機(jī)其速度可以更快！而一個(gè)單片機(jī)的所有任務(wù)流程執(zhí)行下來，如果需要5秒以上，那么對于單片機(jī)的來說是難以接受的，其實(shí)我們仔細(xì)把任務(wù)的流程拋開來看的化，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)的真正執(zhí)行指令的時(shí)間并不長，大部分的時(shí)間都在延時(shí)程序中中空運(yùn)轉(zhuǎn)。如果我們能把延時(shí)的程序，利用起來，做里外一個(gè)工作，那么我們的系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的如果只需要簡單的邏輯判斷，沒有非常耗時(shí)的浮點(diǎn)運(yùn)算（其實(shí)這也不是單片機(jī)的強(qiáng)項(xiàng)）那么我是不是可以多執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)或者N個(gè)任務(wù)。我就是我想到的簡單的思路。任務(wù)一我們現(xiàn)在根據(jù)單片機(jī)

4、的特點(diǎn)，好好的排布一下。我們把任務(wù)的性質(zhì)劃分一下，如果任務(wù)之間是并列關(guān)系，我們可以稱之為弱相關(guān)，如果任務(wù)之間是順序執(zhí)行關(guān)系，我們稱之為強(qiáng)相關(guān)，即對應(yīng)電路的并聯(lián)和串聯(lián)關(guān)系。任務(wù)二1.串聯(lián)執(zhí)行任務(wù)二任務(wù)一2.并列關(guān)系每個(gè)任務(wù)都是有步驟的進(jìn)行，無非是步驟之間的多少不同而已！每個(gè)任務(wù)都劃分好相應(yīng)的時(shí)間片段，什么時(shí)候執(zhí)行，什么條件執(zhí)行，都有嚴(yán)格的規(guī)定，時(shí)間的計(jì)數(shù)交給定時(shí)器來完成。如何劃分步驟？1.第一點(diǎn)根據(jù)任務(wù)要求的響應(yīng)時(shí)間2.第二點(diǎn)根據(jù)周期執(zhí)行時(shí)間來確定如果第一個(gè)任務(wù)完整的流程執(zhí)行時(shí)間在1.5ms，而另外一個(gè)任務(wù)針對外部條件的變化，系統(tǒng)要求在1ms內(nèi)做出響應(yīng)，那么第一個(gè)任務(wù)的流程應(yīng)該分為兩個(gè)步驟完成，

5、這樣劃分時(shí)間片段才能符合系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)要求。超聲波數(shù)據(jù)分析和處理YNYN接受到紅外數(shù)據(jù)？接受到紅外數(shù)據(jù)？紅外數(shù)據(jù)分析和處理如果是任務(wù)之間是并列的關(guān)系使用順序訪問是否符合執(zhí)行條件。例如超聲波的數(shù)據(jù)處理和紅外數(shù)據(jù)的處理，兩者之間沒有直接的關(guān)聯(lián)，我們稱之為若相關(guān)，我們使用下面的流程來處理如果任務(wù)之間是串聯(lián)的關(guān)系使用尋址方式，或者稱為任務(wù)調(diào)度器來進(jìn)行訪問步驟調(diào)度指針(地址)步驟5步驟4步驟3步驟2步驟1下面貼一段代碼吧，項(xiàng)目中的一部分僅供參考簡單說明一下，用定時(shí)器做延時(shí)的技術(shù)參考，設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位做索引，延時(shí)時(shí)間到了，滿足條件，步驟指針指向下一步！如果條件不滿足，把當(dāng)前指針壓入數(shù)組做成的偽堆棧，同時(shí)給與

6、指針一個(gè)空向值，如果滿足條件，則把壓入堆棧的數(shù)值推送給指針。對于按鍵的延時(shí)檢測，可能用到菜單的切換，每個(gè)菜單的界面需要做成一個(gè)任務(wù)，需用時(shí)直接當(dāng)成任務(wù)對象調(diào)用即可。void main(void)bit flag_work=0; bit flag_error_work=0;bit flag_error_pipe_jam=0;hard_ini();serial_one_initial();Pm_step=0;while(1)/get_result_volt_value();switch(Pm_step)case 0:if(!water_positionL&&!water_posit

7、ionH)/高位water_position_light=1;elsewater_position_light=0;flag_work=open_or_close();/開機(jī)之后，關(guān)掉參數(shù)設(shè)置殘留的顯示和變量數(shù)據(jù)值Pm_step=1; if(flag_work)flag_error_work=0; /現(xiàn)在的問題是加電之后，電流不進(jìn)行檢測key_back=0;key_shift=0;flag_setup=0;flag_time=0;/清掉按鍵設(shè)置的參數(shù)Pr_step=0;Pm_step=3;flag_current_enable=0;break;case 1:key_command();/此處放

8、上按鍵操作，按鍵主要用于設(shè)置各部件的參數(shù)Pm_step=2;if(flag_setup|flag_time)Pm_step=0;break;case 2:display_buffer0=0x50;display_buffer1=0x79;display_buffer2=0x5e;display_buffer3=0x66;Pm_step=0;break;case 3:normal_work_ini();/key_command1();Pm_step=4;if(Pr_step=0xaa)Pw_step=7;Pm_step=6;Pp_step=0;flag_pipe_fail=0;/為壓力檢測做準(zhǔn)備

9、flag_current_pump2_start=0;break;case 4:flag_work=open_or_close();Pm_step=5;if(!flag_work)Pm_step=0; /關(guān)機(jī)之后，要注意清掉正在運(yùn)行的事件display_buffer0=0;display_buffer1=0;display_buffer2=0;display_buffer3=0;display_buffer4=0;display_buffer5=0;display_buffer6=0;display_buffer7=0;flag_draught_open_start=0;flag_draugh

10、t_open_end=0;flag_draught_close_start=0;flag_draught_close_end=0;flag_fire_open_start=0;flag_fire_open_end=0;flag_fire_close_start=0;flag_fire_close_end=0;flag_main_valve_open_start=0;flag_main_valve_open_end=0;flag_main_valve_close_start=0;flag_main_valve_close_end=0;flag_fire_fail_start=0;flag_fir

11、e_fail_end=0;fail_count=0;temp_draught_open=0;temp_draught_close=0;temp_fire_open=0;temp_fire_close=0;temp_main_valve_open=0;temp_main_valve_close=0;temp_fire_fail=0;flag_current_pump2_start=0;break;case 5:get_result_volt_value();if(!flag_error_work)flag_error_work=sys_detection_initial();Pm_step=3;

12、if(flag_error_work)Pm_step=4;break;case 6:normal_work();Pm_step=7;break;case 7: /工作中的操作，要從錯(cuò)誤顯示里面進(jìn)行奪權(quán)key_command1(); /解決平時(shí)顯示溫度值，操作是電壓電流值Pm_step=8; /出錯(cuò)誤時(shí)，顯示錯(cuò)誤內(nèi)容break;case 8:flag_work=open_or_close();Pm_step=9;if(!flag_work)Pm_step=0;display_work_count=0; /關(guān)機(jī)之后，要注意清掉正在運(yùn)行的事件display_buffer0=0;display_buf

13、fer1=0;display_buffer2=0;display_buffer3=0;display_buffer4=0;display_buffer5=0;display_buffer6=0;display_buffer7=0;flag_water_pump2_open_start=0;flag_water_pump2_open_end=0;flag_water_pump1_open_start=0;flag_water_pump1_open_end=0;flag_subordination_valve_open_start=0;flag_subordination_valve_open_e

14、nd=0;temp_water_pump2_open=0;temp_water_pump2_close=0;temp_water_pump1_open=0;temp_water_pump1_close=0;temp_subordination_valve_open=0;temp_subordination_valve_close=0;Pp_step=0;pipe_fail_count=0;flag_pipe_water_pump1_open_start=0;flag_pipe_water_pump1_open_end=0;flag_pipe_water_pump1_close_start=0;

15、flag_pipe_water_pump1_close_end=0;flag_pipe_water_pump2_open_start=0;flag_pipe_water_pump2_open_end=0;flag_pipe_water_pump2_close_start=0;flag_pipe_water_pump2_close_end=0;temp_pipe_water_pump1_open=0;temp_pipe_water_pump1_close=0;temp_pipe_water_pump2_open=0;temp_pipe_water_pump2_close=0;flag_current_pump2_start=0;break;case 9:get_result_volt_value();if(!flag_error_work)flag_error_work=sys_detection_work();Pm_step=10;if(flag_error_work)Pm_step=8;break;case 10:if(!fl