單片機系統架構之一 時間片輪詢法

時間片輪詢法

時間片輪詢法是一種比較簡單易用的系統架構之一，它對於系統中的任務調度演算法是分時處理。核心思路是把CPU的時間分時給各個任務使用。我們常用的定時方法是定時器，把調度器放在定時中，可以簡單的實現時間片輪詢法。

以下是參考其它資料編寫的範例。

1.設計一個結構體：代碼:

// 任務結構

typedef struct _TASK_COMPONENTS

{

uint8 Run; // 程序運行標記：0-不運行，1運行

uint8 Timer; // 計時器

uint8 ItvTime; // 任務運行間隔時間

void (*TaskHook)(void); // 要運行的任務函數

} TASK_COMPONENTS; // 任務定義

2. 任務運行標誌出來，此函數就相當於中斷服務函數，需要在定時器的中斷服務函數中調用此函數。

代碼:

/**************************************************************************************

* FunctionName : TaskRemarks()

* Description : 任務標誌處理

* EntryParameter : None

* ReturnValue : None

**************************************************************************************/

void TaskRemarks(void)

{

uint8 i;

for (i=0; i<TASKS_MAX; i++) // 逐個任務時間處理

{

if (TaskComps[i].Timer) // 時間不為0

{

TaskComps[i].Timer--; // 減去一個節拍

if (TaskComps[i].Timer == 0) // 時間減完了

{

TaskComps[i].Timer = TaskComps[i].ItvTime; // 恢復計時器值，從新下一次

TaskComps[i].Run = 1; // 任務可以運行

}

}

}

}

3. 任務處理

代碼:

/**************************************************************************************

* FunctionName : TaskProcess()

* Description : 任務處理

* EntryParameter : None

* ReturnValue : None

**************************************************************************************/

void TaskProcess(void)

{

uint8 i;

for (i=0; i<TASKS_MAX; i++) // 逐個任務時間處理

{

if (TaskComps[i].Run) // 時間不為0

{

TaskComps[i].TaskHook(); // 運行任務

TaskComps[i].Run = 0; // 標誌清0

}

}

}

此函數就是判斷什麼時候該執行那一個任務了，實現任務的管理操作，應用者只需要在main()函數中調用此函數就可以了，並不需要去分別調用和處理任務函數。

到此，一個時間片輪詢應用程序的架構就建好了，大家看看是不是非常簡單呢？此架構只需要兩個函數，一個結構體，為了應用方面下面將再建立一個枚舉型變數。

下面我就就說說怎樣應用吧，假設我們有三個任務：時鐘顯示，按鍵掃描，和工作狀態顯示。

1. 定義一個上面定義的那種結構體變數

代碼:

/**************************************************************************************

* Variable definition

**************************************************************************************/

static TASK_COMPONENTS TaskComps[] =

{

{0, 60, 60, TaskDisplayClock}, // 顯示時鐘

{0, 20, 20, TaskKeySan}, // 按鍵掃描

{0, 30, 30, TaskDispStatus}, // 顯示工作狀態

// 這裡添加你的任務。。。。

};

在定義變數時，我們已經初始化了值，這些值的初始化，非常重要，跟具體的執行時間優先順序等都有關係，這個需要自己掌握。

①大概意思是，我們有三個任務，沒1s執行以下時鐘顯示，因為我們的時鐘最小單位是1s，所以在秒變化後才顯示一次就夠了。

②由於按鍵在按下時會參數抖動，而我們知道一般按鍵的抖動大概是20ms，那麼我們在順序執行的函數中一般是延伸20ms，而這裡我們每20ms掃描一次，是非常不錯的出來，即達到了消抖的目的，也不會漏掉按鍵輸入。

③為了能夠顯示按鍵後的其他提示和工作界面，我們這裡設計每30ms顯示一次，如果你覺得反應慢了，你可以讓這些值小一點。後面的名稱是對應的函數名，你必須在應用程序中編寫這函數名稱和這三個一樣的任務。

2. 任務列表

代碼:

// 任務清單

typedef enum _TASK_LIST

{

TAST_DISP_CLOCK, // 顯示時鐘

TAST_KEY_SAN, // 按鍵掃描

TASK_DISP_WS, // 工作狀態顯示

// 這裡添加你的任務。。。。

TASKS_MAX // 總的可供分配的定時任務數目

} TASK_LIST;

好好看看，我們這裡定義這個任務清單的目的其實就是參數TASKS_MAX的值，其他值是沒有具體的意義的，只是為了清晰的表面任務的關係而已。

3. 編寫任務函數

代碼:

/**************************************************************************************

* FunctionName : TaskDisplayClock()

* Description : 顯示任務

* EntryParameter : None

* ReturnValue : None

**************************************************************************************/

void TaskDisplayClock(void)

{

}

/**************************************************************************************

* FunctionName : TaskKeySan()

* Description : 掃描任務

* EntryParameter : None

* ReturnValue : None

**************************************************************************************/

void TaskKeySan(void)

{

}

/**************************************************************************************

* FunctionName : TaskDispStatus()

* Description : 工作狀態顯示

* EntryParameter : None

* ReturnValue : None

**************************************************************************************/

void TaskDispStatus(void)

{

}

// 這裡添加其他任務。。。。。。。。。

現在你就可以根據自己的需要編寫任務了。

4. 主函數

代碼:

/**************************************************************************************

* FunctionName : main()

* Description : 主函數

* EntryParameter : None

* ReturnValue : None

**************************************************************************************/

int main(void)

{

InitSys(); // 初始化

while (1)

{

TaskProcess(); // 任務處理

}

}

到此我們的時間片輪詢這個應用程序的架構就完成了，你只需要在我們提示的地方添加你自己的任務函數就可以了。是不是很簡單啊。

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