谈谈怎样架构你的单片机程序.doc

本人经过摸索实验，并总结，大致应用程序的架构有三种：1. 简单的前后台顺序执行程序，这类写法是大多数人使用的方法，不需用思考程序的具体架构，直接通过执行顺序编写应用程序即可。2. 时间片轮询法，此方法是介于顺序执行与操作系统之间的一种方法。3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。下面就分别谈谈这三种方法的利弊和适应范围等。1. 顺序执行法： 这种方法，这应用程序比较简单，实时性，并行性要求不太高的情况下是不错的方法，程序设计简单，思路比较清晰。但是当应用程序比较复杂的时候，如果没有一个完整的流程图，恐怕别人很难看懂程序的运行状态，而且随着程序功能的增加，编写应用程序的工程师的大脑也开始混乱。即不利于升级维护，也不利于代码优化。本人写个几个比较复杂一点的应用程序，刚开始就是使用此法，最终虽然能够实现功能，但是自己的思维一直处于混乱状态。导致程序一直不能让自己满意。 这种方法大多数人都会采用，而且我们接受的教育也基本都是使用此法。对于我们这些基本没有学习过数据结构，程序架构的单片机工程师来说，无疑很难在应用程序的设计上有一个很大的提高，也导致了不同工程师编写的应用程序很难相互利于和学习。 本人建议，如果喜欢使用此法的网友，如果编写比较复杂的应用程序，一定要先理清头脑，设计好完整的流程图再编写程序，否则后果很严重。当然应用程序本身很简单，此法还是一个非常必须的选择。下面就写一个顺序执行的程序模型，方面和下面两种方法对比：复制内容到剪贴板代码:/* FunctionName : main()* Description : 主函数* EntryParameter : None* ReturnValue : None*/int main(void) uint8 keyValue; InitSys(); / 初始化 while (1) TaskDisplayClock(); keyValue = TaskKeySan(); switch (keyValue) case x: TaskDispStatus(); break; . default: break; 2. 时间片轮询法 时间片轮询法，在很多书籍中有提到，而且有很多时候都是与操作系统一起出现，也就是说很多时候是操作系统中使用了这一方法。不过我们这里要说的这个时间片轮询法并不是挂在操作系统下，而是在前后台程序中使用此法。也是本贴要详细说明和介绍的方法。 对于时间片轮询法，虽然有不少书籍都有介绍，但大多说得并不系统，只是提提概念而已。下面本人将详细介绍本人模式，并参考别人的代码建立的一个时间片轮询架构程序的方法，我想将给初学者有一定的借鉴性。 记得在前不久本人发帖1个定时器多处复用的问题，由于时间的问题，并没有详细说明怎样实现1个定时器多处复用。在这里我们先介绍一下定时器的复用功能。使用1个定时器，可以是任意的定时器，这里不做特殊说明，下面假设有3个任务，那么我们应该做如下工作：1. 初始化定时器，这里假设定时器的定时中断为1ms(当然你可以改成10ms，这个和操作系统一样，中断过于频繁效率就低，中断太长，实时性差2. 定义一个数值：复制内容到剪贴板代码:#define TASK_NUM (3) /这里定义的任务数为3，表示有三个任务会使用此定时器定时。uint16 TaskCountTASK_NUM ; /这里为三个任务定义三个变量来存放定时值uint8TaskMarkTASK_NUM; /同样对应三个标志位，为0表示时间没到，为1表示定时时间到。3. 在定时器中断服务函数中添加：复制内容到剪贴板代码:/* FunctionName : TimerInterrupt()* Description : 定时中断服务函数* EntryParameter : None* ReturnValue : None*/void TimerInterrupt(void) uint8 i; for (i=0; iTASKS_NUM; i+) if (TaskCounti) TaskCounti-; if (TaskCounti = 0) TaskMarki = 0x01; 代码解释：定时中断服务函数，在中断中逐个判断，如果定时值为0了，表示没有使用此定时器或此定时器已经完成定时，不着处理。否则定时器减一，知道为零时，相应标志位值1，表示此任务的定时值到了。4. 在我们的应用程序中，在需要的应用定时的地方添加如下代码，下面就以任务1为例：复制内容到剪贴板代码:TaskCount0 = 20; / 延时20msTaskMark0= 0x00; / 启动此任务的定时器到此我们只需要在任务中判断TaskMark0 是否为0x01即可。其他任务添加相同，至此一个定时器的复用问题就实现了。用需要的朋友可以试试，效果不错哦。通过上面对1个定时器的复用我们可以看出，在等待一个定时的到来的同时我们可以循环判断标志位，同时也可以去执行其他函数。循环判断标志位：那么我们可以想想，如果循环判断标志位，是不是就和上面介绍的顺序执行程序是一样的呢？一个大循环，只是这个延时比普通的for循环精确一些，可以实现精确延时。执行其他函数：那么如果我们在一个函数延时的时候去执行其他函数，充分利用CPU时间，是不是和操作系统有些类似了呢？但是操作系统的任务管理和切换是非常复杂的。下面我们就将利用此方法架构一直新的应用程序。时间片轮询法的架构：1.设计一个结构体：复制内容到剪贴板代码:/ 任务结构typedef struct _TASK_COMPONENTS uint8 Run; / 程序运行标记：0-不运行，1运行 uint8 Timer; / 计时器 uint8 ItvTime; / 任务运行间隔时间 void (*TaskHook)(void); / 要运行的任务函数 TASK_COMPONENTS; / 任务定义这个结构体的设计非常重要，一个用4个参数，注释说的非常详细，这里不在描述。2. 任务运行标志出来，此函数就相当于中断服务函数，需要在定时器的中断服务函数中调用此函数，这里独立出来，并于移植和理解。复制内容到剪贴板代码:/* FunctionName : TaskRemarks()* Description : 任务标志处理* EntryParameter : None* ReturnValue : None*/void TaskRemarks(void) uint8 i; for (i=0; iTASKS_MAX; i+) / 逐个任务时间处理 if (TaskCompsi.Timer) / 时间不为0 TaskCompsi.Timer-; / 减去一个节拍 if (TaskCompsi.Timer = 0) / 时间减完了 TaskCompsi.Timer = TaskCompsi.ItvTime; / 恢复计时器值，从新下一次 TaskCompsi.Run = 1; / 任务可以运行 大家认真对比一下次函数，和上面定时复用的函数是不是一样的呢？3. 任务处理复制内容到剪贴板代码:/* FunctionName : TaskProcess()* Description : 任务处理* EntryParameter : None* ReturnValue : None*/void TaskProcess(void) uint8 i; for (i=0; iTASKS_MAX; i+) / 逐个任务时间处理 if (TaskCompsi.Run) / 时间不为0 TaskCompsi.TaskHook(); / 运行任务 TaskCompsi.Run = 0; / 标志清0 此函数就是判断什么时候该执行那一个任务了，实现任务的管理操作，应用者只需要在main()函数中调用此函数就可以了，并不需要去分别调用和处理任务函数。到此，一个时间片轮询应用程序的架构就建好了，大家看看是不是非常简单呢？此架构只需要两个函数，一个结构体，为了应用方面下面将再建立一个枚举型变量。下面我就就说说怎样应用吧，假设我们有三个任务：时钟显示，按键扫描，和工作状态显示。1. 定义一个上面定义的那种结构体变量复制内容到剪贴板代码:/* Variable definition */static TASK_COMPONENTS TaskComps = 0, 60, 60, TaskDisplayClock, / 显示时钟 0, 20, 20, TaskKeySan, / 按键扫描 0, 30, 30, TaskDispStatus, / 显示工作状态 / 这里添加你的任务。;在定义变量时，我们已经初始化了值，这些值的初始化，非常重要，跟具体的执行时间优先级等都有关系，这个需要自己掌握。大概意思是，我们有三个任务，没1s执行以下时钟显示，因为我们的时钟最小单位是1s，所以在秒变化后才显示一次就够了。由