单片机多任务编程方法介绍

单片机多任务编程方法介绍单片机多任务编程方法介绍 Edan Lee Email edan lee QQ 284622554 前言前言 从事单片机学习和工作已有多年 多年下来对单片机开发有一 点自己的认识 想将自己的积累和大家分享 应该对初学者有一点 帮助 还有很多不足的地方 欢迎来函探讨 因为文学功底不行所 以直接进入主题 主体内容主体内容 本文的主要目的是介绍在没有操作系统的多任务编程方法 所 有例子都以 51 单片机为基础 内容编排 1 多任务简介 2 任务分拆 3 软件定时器 4 系统架构 5 例子 多任务简介多任务简介 对于单片机的多任务就是 CPU 处理多个任务 但是在同一个时 间 CPU 只能处理一个任务 在处理多任务的时候其实就是将 CPU 分 时复用 具体是在一个时间内处理一个任务 在接下来的时间里处 理另一个任务 这个时间一般很短 在操作系统里就是指时间片 单片机因为资源少的原因很少会带操作系统来工作 但是可以从多 任务的基本原本出发模拟操作系统的多任务 为了一个任务不会独 占 CPU 就将任务分成 N 个小任务 划分原则是在任务需要等待的 地方划分 每次运行到这个任务的时候 CPU 只执行其中的一个或 者多个小任务 任务分拆任务分拆 在一个 LED 闪烁的小程序中原理是点亮 LED 延时 关闭 LED 延时 循环 define LEDOn LED Port 0 define LEDOff LED Port 1 sbit LED Port P1 0 不精确延时 void Delay unsigned int t while t LED 闪烁处理 void LEDFlash void LEDOn Delay 1000 LEDOff Delay 1000 主函数 void main void LEDFlash 上例中的 LED 闪烁处理函数可以用一个进程控制器 变量 将其 分成四个部分 void LEDFlash void static unsigned char step 0 进程控制器 switch step case 0 LEDOn step break case 1 Delay 1000 step break case 2 LEDOff step break case 3 Delay 1000 step 0 break 上例对于这个小程序来说变得复杂了点 step 就是将 LEDFlash 函数拆分成了 4 个小部分 每次进入 LEDFlash 这个函数只执行了一 个小部分 这是多任务编程的基础 软件定时器软件定时器 在上例中的程序中加入另一个灯闪烁不同的频率的时候就会出 现问题 因为当执行 Delay 时 CPU 不可以做其它的事情 为了解决这个问题就要引入定时器来处理延时 原理是程序判 断定时是否到而决定是否往下执行 那么上面的程序就变成 void LEDFlash void static unsigned char step 0 进程控制器 switch step case 0 LEDOn step 定时器初始化 break case 1 if 定时未到 break step break case 2 LEDOff step 定时器初始化 break case 3 if 定时未到 break step 0 break 硬件的定时器是有限的 为了可以使用更多的定时器就需要用 软件定时器 具体就是用变量做累加或者递减 和定时器计脉冲的 原理是一样的 为了使软件定时器更精准 就可以对硬件定时器的 溢出次数计数 那软件定时器的定时时间就是硬件定时器溢出时间 的整数倍 unsigned char Tim 2 两个软件定时器 void Time0Irq void interupt 1 Tim 0 Tim 1 例子就可以变成 void LEDFlash void static unsigned char step 0 进程控制器 switch step case 0 LEDOn step Tim 0 0 break case 1 if Tim 0 x x 是延时的时间 break step break case 2 LEDOff step Tim 0 0 break case 3 if Tim 0 8 TL0 T0VALUE TMOD 0 x01 方式 1 16 位定时器 ET0 1 允许中断 EA 1 TR0 1 起动定时器 0 定时器 0 中断处理 void Time0Irq void interrupt 1 unsigned char i TH0 T0VALUE 8 TL0 T0VALUE for i 0 i Tim 0 break step break case 2 LED0Off step Tim 0 0 break case 3 if MS 500 Tim 0 break step 0 break 每秒闪 5 2 次 void LED1Flash void static unsigned char step 0 进程控制器 switch step case 0 LED1On step Tim 1 0 break case 1 if MS 200 Tim 1 break step break case 2 LED1Off step Tim 1 0 break case 3 if MS 200 Tim 1 break step 0 break void main void Tim0Init while 1 LED0Flash LED1Flash 经过优化后可以变成下面的形式 include define T0VALUE 65536 1000000 200 5ms define LED0On LED0 0 define LED0Off LED0 1 define LED1On LED1 0 define LED1Off LED1 1 define S 1 200 define S 2 400 sbit LED0 P1 0 sbit LED1 P1 1 软件定时器数量 define MAX T 2 软件定时器 unsigned int Tim MAX T 定时器 0 初始化 void Tim0Init void TH0 T0VALUE 8 TL0 T0VALUE TMOD 0 x01 方式 1 16 位定时器 ET0 1 允许中断 EA 1 TR0 1 起动定时器 0 定时器 0 中断处理 void Time0Irq void interrupt 1 unsigned char i TH0 T0VALUE 8 TL0 T0VALUE for i 0 i Tim 0 break step break endif case 2 LED0Off step 0 Tim 0 S 1 break if 0 case 3 if S 1 Tim 0 break step 0 break endif 间隔两秒闪烁 void LED1Flash void static unsigned char step 0 进程控制器 if 0 Tim 1 return switch step case 0 LED1On step 2 Tim 1 S 2 break if 0 case 1 if S 2 Tim 1 b