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DIY:給單片機(jī)寫個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核！

作者： 時(shí)間：2016-11-29 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
為了進(jìn)一步把單片機(jī)的潛能發(fā)揮到極限，我一直想寫個(gè)程序把單片機(jī)的所有資源都用光，但是如果依照單道程序順序執(zhí)行的方式，很難把MCU的CPU時(shí)間都充分利用，比如使用軟件延時(shí)函數(shù)實(shí)際上就是在無謂地消耗著CPU的時(shí)間什么事情都不做，因?yàn)镃PU一直在循環(huán)等待著條件結(jié)束，這相當(dāng)于函數(shù)被阻塞了。

　
為了更明顯地驗(yàn)證這一點(diǎn)，你可以在WINDOWS下打開VC6.0或其他的C語(yǔ)言編譯器，寫段代碼如下：

　
#include
void main(void)
{while(1) ;}

　
意思是讓CPU不做事情在等待，你猜，這句代碼會(huì)消耗掉多少CPU時(shí)間？

　
答案會(huì)根據(jù)不同機(jī)型而不同，如果是單核CPU的話，這句話會(huì)消耗掉CPU接近100%的時(shí)間！如果是雙核CPU，則只消耗掉50%左右，因?yàn)檫@段代碼只運(yùn)行在其中一個(gè)核，另外一個(gè)核還可以做別的事情，截圖如下：


　

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/323486.htm

然后你可以測(cè)試下面這幾句代碼：

#include

#include

void main(void)
{while(1)
Sleep(100);
}

　
這段代碼實(shí)際上也是什么都不做，它不斷地調(diào)用Sleep()函數(shù)，讓它延時(shí)100毫秒再醒來，然后繼續(xù)睡覺。現(xiàn)在你可以再打開任務(wù)管理器看一下CPU時(shí)間用了多少，答案是基本不用CPU時(shí)間??！

　
為什么同樣地什么事情都不做，差別咋就這么大呢？這是因?yàn)槭褂昧薙leep()這個(gè)函數(shù)是WINDOWS操作系統(tǒng)為你提供的，調(diào)用Sleep()之后 WINDOWS操作系統(tǒng)自動(dòng)把你這個(gè)程序掛起了（就是暫時(shí)扔到一邊不管），然后讓CPU去執(zhí)行其他程序，等到時(shí)間到了，操作系統(tǒng)再把這段程序恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行，這樣的話CPU就可以得到充分地利用了，也就是說你可以在一塊CPU里面“同時(shí)”執(zhí)行多個(gè)任務(wù)而互不影響?。ㄟ@里所說的“同時(shí)”并不是同時(shí)執(zhí)行，CPU每一時(shí)刻只能做一件事，但如果速度足夠快的話就可以讓人感到它是在同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)了）。是的，操作系統(tǒng)就是為了解決多任務(wù)執(zhí)行而生的。既然操作系統(tǒng)這么神奇，可不可以讓單片機(jī)也來爽一把呢？答案是肯定的。下面就介紹如何給單片機(jī)寫個(gè)操作系統(tǒng)?。?/div>

　
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工欲善其事，必先利其器，為了寫出操作系統(tǒng)，必須得有一定的理論以及技術(shù)基礎(chǔ)，
單片機(jī)方面的可以http://www.51hei.com了解到，從下面是所需的材料：
//1 C語(yǔ)言編程基礎(chǔ) ：三斤
//2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論 ：一斤八兩
//3 操作系統(tǒng)原理 ：兩斤三兩八錢
//4 計(jì)算機(jī)組成原理以及單片機(jī)原理及應(yīng)用 ：兩斤半
//5 匯編語(yǔ)言編程基礎(chǔ) ：一斤四兩
//6 一份堅(jiān)持的心 ：多少斤自己掂量掂量，呵呵
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這么多怎么學(xué)？去哪學(xué)？下面是我個(gè)人推薦的書單，僅供參考：

　
1. C語(yǔ)言是必須要會(huì)的，而且要熟練，諸如”預(yù)編譯命令“你必須要懂，模塊化編程必須要熟悉，指針是C語(yǔ)言的一大精髓，在操作系統(tǒng)源碼里面指針是滿天飛的，所以得有足夠的理論基礎(chǔ)，推薦國(guó)外的《C Primer Plus》 美國(guó) Stephen Prata著，里面講的內(nèi)容由淺到深，語(yǔ)言引人入勝，大二開始看，現(xiàn)在還時(shí)不時(shí)地要回頭看，確實(shí)是一本不錯(cuò)的好書：

另外，學(xué)會(huì)了C的基本語(yǔ)法之后你還得要會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)編程技巧以及編程要注意的問題之類的，推薦有空的話多看看《C專家編程》和《C陷阱與缺陷》，這兩本書是C編程領(lǐng)域里面的經(jīng)典之作，相信看完你的功力會(huì)大有長(zhǎng)進(jìn)，但是還是要以經(jīng)常敲代碼為主：

2. 操作系統(tǒng)里面的數(shù)據(jù)組織形式都是以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理論為基礎(chǔ)的，所以你得懂得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)才能看懂里面的含義，但也不要求把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)全精通，推薦嚴(yán)蔚敏版本的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，不過里面的算法都是用偽代碼寫出來的：

3. 有了編程基礎(chǔ)之后你還必須要懂得操作系統(tǒng)的基本原理，比如任務(wù)之間是怎么切換的，內(nèi)存是怎么管理的都得懂，推薦《操作系統(tǒng)-精髓與設(shè)計(jì)原理》


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