基于單片機(jī)的協(xié)程多任務(wù)

在很多的單片機(jī)項(xiàng)目中，由于操作系統(tǒng)的體積以及使用的背景知識(shí)，如果采用的話，可能讓項(xiàng)目脫離主要業(yè)務(wù)方向，這個(gè)時(shí)候很有必要使用簡(jiǎn)單的協(xié)程多任務(wù)。

1協(xié)程多任務(wù)的特點(diǎn)

每個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)平等

每個(gè)任務(wù)主動(dòng)釋放CPU控制權(quán)

2 UCOS等操作系統(tǒng)的特點(diǎn)

任務(wù)存在不同優(yōu)先級(jí)，很方便進(jìn)行CPU資源的分配。

對(duì)于ucos的任務(wù)來說，每個(gè)任務(wù)都認(rèn)為自己是獨(dú)占cpu的，可以隨便休眠之類，這樣對(duì)于代碼的風(fēng)格的限制比較小，比較好修改現(xiàn)存的模塊。

操作系統(tǒng)一般提供比較多的服務(wù)，對(duì)于復(fù)雜應(yīng)用比較好。

3 協(xié)程多任務(wù)的應(yīng)用場(chǎng)合

協(xié)程方式適合簡(jiǎn)單的多任務(wù)，每個(gè)任務(wù)要確認(rèn)其符合協(xié)程的模型，不能阻塞cpu運(yùn)行，要主動(dòng)釋放CPU，如果考慮到多人合作，或者引入第三方的代碼，進(jìn)來，那么協(xié)程方式恐怕工作量過大（模型改造檢查），這時(shí)最好使用操作系統(tǒng)。

協(xié)程或者操作系統(tǒng)的平臺(tái)的建立，這些都需要積累，也沒有什么高級(jí)和低級(jí)的區(qū)別，只是針對(duì)不同的場(chǎng)景和開發(fā)人員選擇不同而已。

4協(xié)程多任務(wù)的實(shí)現(xiàn)

為了使用方便，并且將來便于系統(tǒng)升級(jí)，多任務(wù)采用基于接口的方式定義和實(shí)現(xiàn)。

4.1 任務(wù)的定義

每個(gè)任務(wù)會(huì)管理自己的數(shù)據(jù)，提供對(duì)外接口，每個(gè)任務(wù)提供以下形式結(jié)構(gòu)

Struct _task1

{

//任務(wù)對(duì)外接口，函數(shù)指針

Void (*start)(Struct _task1*handle);

Void (*run)(Struct _task1*handle);

Void (*stop)(Struct _task1*handle);

//其他對(duì)外接口

...

//任務(wù)私有數(shù)據(jù)

} task1;

之所以將對(duì)外接口放在任務(wù)結(jié)構(gòu)體中，是為了強(qiáng)調(diào)這些是任務(wù)的對(duì)外接口，而且客戶只能調(diào)用這里面的接口，另外函數(shù)指針也很方便的提供了一個(gè)接口和實(shí)現(xiàn)的分隔層

4.2 任務(wù)的實(shí)現(xiàn)

任務(wù)的實(shí)現(xiàn)層面，用戶可以根據(jù)對(duì)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)的理解，做系統(tǒng)演化，而不會(huì)影響到外部接口的使用

//任務(wù)接口實(shí)現(xiàn)函數(shù)

Void task1_start(Struct _task1*handle)

{

//設(shè)置任務(wù)開始標(biāo)識(shí)

}

Void task1_run(Struct _task1*handle)

{

If(handle->status1)

{

//處理

}

Else if(handle->status2)

{

//處理

}

}

Void task1_stop(Struct _task1*handle)

{

//設(shè)置任務(wù)結(jié)束標(biāo)識(shí)

}

//任務(wù)初始化函數(shù)，構(gòu)造任務(wù)結(jié)構(gòu)體

Void task1_init(Struct _task1*handle)

{

Handle->start = task_start;

Handle->run = task_run;

Handle->stop= task_stop;

}

4.3 調(diào)用形式

4.3.1 定義全局任務(wù)結(jié)構(gòu)體

Struct _task1

{

//任務(wù)對(duì)外接口，函數(shù)指針

Void (*start)(Struct _task1*handle);

Void (*run)(Struct _task1*handle);

Void (*stop)(Struct _task1*handle);

//其他對(duì)外接口

...

//任務(wù)私有數(shù)據(jù)

} task1;

4.3.2 任務(wù)初始化

Task1_init(&task1);

4.3.3 開始任務(wù)

Task1->start(&task1);

4.3.4 結(jié)束任務(wù)

Task1->stop(&task1);

4.3.5 任務(wù)運(yùn)行

一般系統(tǒng)在啟動(dòng)后運(yùn)行的一個(gè)無限循環(huán)語句中有

While(1)

{

Task1->run(&task1);

Task2->run(&task2)

...其他任務(wù)運(yùn)行

}

5 定時(shí)器以及延時(shí)的實(shí)現(xiàn)方法

協(xié)程多任務(wù)不會(huì)在代碼中使用sleep()阻塞CPU的方法做定時(shí)器或者休眠，定時(shí)器會(huì)有一個(gè)單獨(dú)的任務(wù)，任務(wù)提供新增定時(shí)器、刪除定時(shí)器、查詢定時(shí)器值等接口來提供軟件定時(shí)器功能。

6 任務(wù)間通訊

原則上通過任務(wù)提供的接口來通訊，當(dāng)然如果通訊工作量過大，不反對(duì)使用第三方任務(wù)來完成通訊。

7 驅(qū)動(dòng)層模塊任務(wù)例子

對(duì)于單片機(jī)協(xié)程多任務(wù)來說，應(yīng)用層和驅(qū)動(dòng)層是優(yōu)先級(jí)相同的任務(wù)，對(duì)于很多的驅(qū)動(dòng)來說，例如UART驅(qū)動(dòng)，其發(fā)送和接收很多采用的是查詢的方式來進(jìn)行，下面簡(jiǎn)單的使用多任務(wù)的結(jié)構(gòu)方式來說明驅(qū)動(dòng)的寫作

Struct _com{

//任務(wù)對(duì)外接口，函數(shù)指針

Void (*start)(Struct _com*handle);

Void (*run)(Struct _com*handle);

Void (*stop)(Struct _com*handle);

//其他對(duì)外接口

Void read(char* ch)

Void write(char* ch)

...

//任務(wù)私有數(shù)據(jù)

//驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，

Char status;

}com1;

//運(yùn)行代碼

Void Com_run(Struct _com * handle)

{

If(read)

{

If(register1)

{

}

Else if(register2)

{

}

}

Else if(write)

{

If(register3)

{

}

Else if(register4)

{

}

}

}

從上面代碼可見，驅(qū)動(dòng)模塊其實(shí)和普通的任務(wù)沒有區(qū)別。