引言
因為資源和成本的原因，前后臺系統(tǒng)是8位MCU上的主流，本文介紹的方法可以在8位MCU上進行任務切換，代碼編譯后大約100字節(jié)，這100字節(jié)也會從原來純前后臺系統(tǒng)改到這種框架下節(jié)約的代碼來補償，也就是說，提高了性能，而沒有增加代碼長度，同時也不需要改變原來的編程方式，只是對原有的函數(shù)進行調度?？梢栽?K ROM,64BYTE的RAM上運行。
一、調度原理：
1、 用一個字節(jié)變量的每一位代表一個任務是否就緒，1為就緒，0為休眠。
2、 這個字節(jié)從高位到低位代表的任務，優(yōu)先級也從高到低。
3、 通過查表從就緒的任務中找出最高優(yōu)先級的任務并執(zhí)行，同時清就緒標志。
就緒表ActObjReadySet
位：7& 6& 5& 4& 3& 2& 1& 0
任務號：8& 7& 6& 5& 4& 3& 2& 1 &
上表表示有兩任務：任務8和任務6 就緒。
因為8位優(yōu)先級高，我們來查表：
PRIORITY_TABLE[]= {0, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4};&
ready = ActObjReadySet;// 10100000
if (ready != 0) {
if ((ready & 0xF0) != 0U) {&
prionum = PRIORITY_TABLE[ready >> 4] + 4;
}else{
prionum = PRIORITY_TABLE[ready];
}
}
查表結果為4 ，4+4= 8
計算結果為8,所以優(yōu)先級為8的任務先執(zhí)行，并清就緒位，完成后再次計算結果為6，優(yōu)先級為6的任務再執(zhí)行。
二、任務就緒方法
任務就緒是一個宏，寫成宏是因為在某一些MCU的編譯器中規(guī)定不能在中斷中調用函數(shù)。
#define ActObjSet(prio) (ActObjReadySet |= (1<<(prio-1))) //置就緒標志
比如在定時器中讓優(yōu)先級為5的任務就緒：
ActObjSet(5);
實際操作為：ActObjReadySet |=0x10; (編譯成匯編代碼只一條指令)
把就緒表的第4位置1。
三、任務運行方法
任務運行方法有兩種，一種是switch 一種是函數(shù)指針。
因為有些8位機的C編譯器不支持函數(shù)指針，所以本文只介紹switch方式。（注：作者在ARM的多線程框中用的是函數(shù)指針）。
在調度原理中我們計算出了優(yōu)先級號碼prionum
switch(prionum){
case 0:
break;
case 8://最高優(yōu)先級
//任務8的函數(shù)放在這里
break;
case 7:
//任務7的函數(shù)放在這里
break;
… … &&
四、任務就緒表上電初始化：
ActObjReadySet = 0; 在調度前把就緒表清0就可以了。
五、完整的任務調度函數(shù)：
void ActObjScheduler(void)
{
INT8U prionum,ready;
prionum = 0;
ready = ActObjReadySet;
if (ready != 0) {
if ((ready & 0xF0) != 0U) {//找出就緒表的最高優(yōu)先級的任務&
prionum = PRIORITY_TABLE[ready >> 4] + 4;
}else{
prionum = PRIORITY_TABLE[ready];
}
ready = READY_CLR_AND[prionum];
OS_ENTER_CRITICAL();//關中斷
ActObjReadySet &= ready;//清就緒位
OS_EXIT_CRITICAL();//開中斷
switch(prionum){
case 0:
break;
case 8://最高優(yōu)先級
//任務8
break;
case 7:
//任務7
break;
……
case 2:
//任務2
break;
case 1:
//任務1
break;
}
}
}
六、程序編寫方法
1、主函數(shù)
void main(void)
{
InitialMCU();
ActObjReadySet = 0;
while(1){
ActObjScheduler();
}
}
2、中斷函數(shù)
void ISR_Timer(void)
{
TmrCtr ++;
if(TmrCtr > 5){//40ms
TmrCtr = 0;
ActObjSet(8); //讓定時執(zhí)行的任務就緒
}
}
void ISR_AD(void)
{
_adf = 0;
ADValue = _adrh;
ActObjSet(3);//讓計算任務就緒
}
3、任務函數(shù)
和其它函數(shù)沒有區(qū)別
void AlarmOut()
{
if(AlarmOutctr > 0){
AlarmOutctr --;
PFD_OUT = !PFD_OUT;
TmrStart(4,15);//1s
}else{
ConctrolStat = END_STAT;
PFD_OUT = 0;
}
}
七、使用任務調度的優(yōu)勢
1、多個線程同時就緒時，高優(yōu)先級先執(zhí)行。
2、高優(yōu)先級線程，最長等待時間是上一個正執(zhí)行線程的完成時間
3、因為主循環(huán)時間最長時是最長線程的執(zhí)行時間，所以有些中斷中執(zhí)行的代碼可以移到任務中。
4、可以減少條件語句。
5、使軟件結構更合理，清晰。
八、結語：
本文介紹的方法在HOLTEK系列8位MCU和NXP的LPC900中有數(shù)十個項目的應用。并且在這基礎上把switch改為函數(shù)指針，加上事件隊列和事件延遲后，在LPC2000的ARM上成功應用。
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