51单片机最简单的多任务操作系统

1、/* 51单片机最简单的多任务操作系统其实只有个任务调度切换，把说它是OS有点牵强，但它对于一些简单的开发应用来说，简单也许就是最好的.尽情的扩展它吧 . 别忘了把你的成果分享给大家 .这是一个最简单的OS,切以运行效率为重，经测试，切换一次任务仅个机器周期，也就是在标准(工作于M晶振) 上uS.而为速度作出的牺牲是 ， 为了给每个任务都分配一个私有堆栈 ， 而占用了较多的内存 . 作为补偿 ， 多任务更容易安 排程序逻辑 ， 从而可以节省一些用于控制的变量 .任务槽越多 ，占用内存越多 ，但任务也越好安排 ，以实际需求合理安排任务数目 .一般来说 ，4个已足够 .况且可以 拿一个槽出来作为活

2、动槽 ， 换入换入一些临时任务 .task_load( 函数名 ， 任务槽号 )装载任务os_start( 任务槽号 )启动任务表 . 参数必须指向一个装载了的任务 ， 否则系统会崩溃 .task_switch()切换到其它任务. 编写任务函数注意事项 :KEIL C编译器是假定用户使用单任务环境，所以在变量的使用上都未对多任务进行处理，编写任务时应注意变量覆盖和代码重入问题 .1. 覆盖:编译器为了节省内存 ，会给两个没用调用关系的函数分配同一内存地址作为变量空间 .这在单任务下是 很合理的 ， 但对于多任务来说 ， 两个进程会互相干扰对方 .解决的方法是 : 凡作用域内会跨越 task_s

3、witch() 的变量 ， 都使用 static 前辍 ， 保证其地址空间分配时的唯一性 .2. 重入:重入并不是多任务下独有的问题，在单任务时 ，函数递归同样会导致重入 ，即，一个函数的不同实例 (或者叫作 "复本 ") 之间的变量覆盖问题 .解决的方法是：使用reentrant函数后辍(例如:void function1() reentrant.).当然，根本的办法还是避免重入 ， 因为重入会带来巨大的目标代码量 ， 并极大降低运行效率 .3. 额外提醒一句 ， 在本例中 ， 任务函数必须为一个死循环 . 退出函数会导致系统崩溃 . 任务函数如果是用汇编写成或内嵌汇编

4、， 切换任务时应该注意什么问题 ?由于KEIL C编译器在处理函数调用时的约定规则为”子函数有可能修改任务寄存器",因此编译器在调用前已释放所有寄存器 ， 子函数无需考虑保护任何寄存器 .这对于写惯汇编的人来说有点不习惯 : 汇编习惯于在子程序中保护寄存器 .请注意一条原则 : 凡是需要跨越 task_switch() 的寄存器 ， 全部需要保护 ( 例如入栈 ). 根本解决办法还是 ， 不要让 寄存器跨越任务切换函数 task_switch()事实上这里要补充一下 ， 正如前所说 ，由于编译器存在变量地址覆盖优化 ，因此凡是非静态变量都不得跨越 task_switch().任务函数

5、的书写 :void 函数名 (void)/ 任务函数必须定义为无参数型 while(1)/ 任务函数不得返回 ， 必须为死循环/ 这里写任务处理代码task_switch();每执行一段时间任务，就释放CPUH下，让别的任务有机会运行 任务装载 :task_load( 函数名 ， 任务槽号 )装载函数的动作可发生在任意时候 ，但通常是在 main() 中.要注意的是 ，在本例中由于没考虑任务换出 所以在执行 os_start() 前必须将所有任务槽装满 .之后可以随意更换任务槽中的任务 .启动任务调度器 :os_start( 任务槽号 )调用该宏后 ，将从参数指定的任务槽开始执行任务调度 .本

6、例为每切换一次任务需额外开销个机器周期 ，用于迁 移堆栈.*/#include <reg51.h> /*=以下为任务管理器代码 =*/#define MAX_TASKS 3/ 任务槽个数 .在本例中并未考虑任务换入换出 ，所以实际运行的任务有多少个 ，就定义多 少个任务槽 ， 不可多定义或少定义/ 任务的栈指针unsigned char idata task_spMAX_TASKS;#define MAX_TASK_DEP 12/ 最大栈深 . 最低不得少于个 ， 保守值为 ./预估方法:以为基数，每增加一层函数调用 ，加字节.如果其间可能发生中断 ， 则还要再加上中断需要的栈深

7、./ 减小栈深的方法 :1. 尽量少嵌套子程序 2. 调子程序前关中断 .unsigned char idata task_stackMAX_TASKSMAX_TASK_DEP; / 任务堆栈 .unsigned char task_id; / 当前活动任务号 / 任务切换函数 ( 任务调度器 )void task_switch() task_sptask_id = SP;if (+task_id = MAX_TASKS)task_id = 0;SP = task_sptask_id;/ 任务装入函数 . 将指定的函数 ( 参数 ) 装入指定 ( 参数 ) 的任务槽中 . 如果该槽中原来就有任

8、务 ， 则原任务丢失 ， 但系统本身不会发生错误 .void task_load( unsigned int fn, unsigned char tid) task_sptid = task_stacktid + 1;task_stacktid0 = (unsigned int )fn & 0xff;task_stacktid1 = (unsigned int )fn >> 8;/ 从指定的任务开始运行任务调度 . 调用该宏后 , 将永不返回 .#define os_start(tid) task_id = tid,SP = task_sptid;return ; unsi

9、gned char stra3, strb3; / 用于内存块复制测试的数组=以下为测试代码=*/测试任务：复制内存块.每复制一个字节释放 CPUH次void task1()/每复制一个字节释放CPUH次,控制循环的变量必须考虑覆盖static unsigned char i; / 如果将这个变量前的 static 去掉 , 会发生什么事 ?i = 0;while (1) / 任务必须为死循环 , 不得退出函数 , 否则系统会崩溃strai = strbi;if (+i = sizeof (stra)i = 0;/ 变量 i 在这里跨越了 task_switch(), 因此它必须定义为静态 (

10、static), 否则它将会被其它进程修改 , 因为在另一个进程里也会用到该变量所占用的地址 .task_switch(); /释放CPUH会儿，让其它进程有机会运行.如果去掉该行，则别的进程永远不会被调 用到 /测试任务：复制内存块.每复制一个字节释放 CPUH次.void task2()/每复制一个字节释放CPUH次,控制循环的变量必须考虑覆盖static unsigned char i; /如果将这个变量前的 static 去掉，将会发生覆盖问题.task1() 和task2()会被 编译器分配到同一个内存地址上 ， 当两个任务同时运行时 ，i 的值就会被两个任务改来改去i = 0;wh

11、ile (1) / 任务必须为死循环 ，不得退出函数 ，否则系统会崩溃strai = strbi;if (+i = sizeof (stra)i = 0;/ 变量 i 在这里跨越了 task_switch()， 因此它必须定义为静态 (static)， 否则它将会被其它进程修改 ， 因为在另一个进程里也会用到该变量所占用的地址 .task_switch(); /释放CPUh会儿，让其它进程有机会运行.如果去掉该行，则别的进程永远不会被调用到/测试任务：复制内存块.复制完所有字节后释放 CPU一次.void task3()/复制全部字节后才释放CPU控制循环的变量不须考虑覆盖unsigned c

12、har i; / 这个变量前不需要加 static, 因为在它的作用域内并没有释放过 CPUwhile (1) / 任务必须为死循环 ,不得退出函数 , 否则系统会崩溃i = sizeof (stra);dostrai-1 = strbi-1; while (-i);/变量i在这里已完成它的使命，所以无需定义为静态.你甚至可以定义为寄存器型(regiter)task_switch(); /释放CPU一会儿，让其它进程有机会运行.如果去掉该行，则别的进程永远不会被调 用到 void main()/ 在这个示例里并没有考虑任务的换入换出 ， 所以任务槽必须全部用完 ， 否则系统会崩溃 ./这里装载了三个任务，因此在定义MAX_TASKS也必须定义为task_load(task1,0)