如何更有思考的設(shè)計(jì)一個(gè)高質(zhì)量的單片機(jī)軟件框架?這篇文章告訴你。
時(shí)間:2021-09-23 15:50:43
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[導(dǎo)讀]點(diǎn)擊上方「嵌入式云IOT技術(shù)圈」,選擇「置頂公眾號」第一時(shí)間查看嵌入式筆記!來源:CSDN作者|?twx11213030422微信公眾號|嵌入式云IOT技術(shù)圈1、什么是框架?程序框架其實(shí)就類似一個(gè)文件大綱或者模板。因?yàn)閷懗绦蚓秃皖愃朴趯懳恼?,如果沒有大綱或者模板那么你寫起來就會比...
點(diǎn)擊上方「嵌入式云IOT技術(shù)圈」,選擇「置頂公眾號」第一時(shí)間查看嵌入式筆記!
來源:CSDN作者 |?twx11213030422微信公眾號 | 嵌入式云IOT技術(shù)圈1、什么是框架?
程序框架其實(shí)就類似一個(gè)文件大綱或者模板。因?yàn)閷懗绦蚓秃皖愃朴趯懳恼拢绻麤]有大綱或者模板那么你寫起來就會比較費(fèi)勁。而。2、為什么要有框架?
節(jié)約時(shí)間,減少錯(cuò)誤。因?yàn)閷τ谝环N類型的程序它們代碼結(jié)構(gòu)體邏輯是一樣的,同時(shí)有大量相似或者共同的地方。我們可以將這些共同的地方抽出來形成一個(gè)固定的程序框架,那么我們再開發(fā)新的同一種類型的程序時(shí)就可以套用這套框架。這樣會大大提高我們的開發(fā)效率,同時(shí)由于這個(gè)框架是一套公眾的大家都在使用的與維護(hù)的,使用它會使代碼邏輯更不容易出錯(cuò)。3、嵌入式系統(tǒng)組成
嵌入式控制系統(tǒng)基本都是由普通任務(wù)和中斷任務(wù)組成。- 普通任務(wù):指對時(shí)間響應(yīng)要求不高或者說是那種周期性執(zhí)行的任務(wù);
- 中斷任務(wù):指對時(shí)間響應(yīng)要求高,必須立刻處理的任務(wù);
4、常見的框架
4.1、輪詢無中斷
說明:所有的任務(wù)都是按照順序執(zhí)行,為了減少整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間有兩種方法:- 任務(wù)中不要使用等待式的延時(shí)函數(shù);
- 任務(wù)無法一次執(zhí)行完的情況下應(yīng)該將任務(wù)分解成若干個(gè)小任務(wù)每次執(zhí)行一個(gè)小任務(wù)循環(huán)直到任務(wù)完成;
int?main(void)
{
????while(1)
????{
????????doSomething_1();?//任務(wù)1
????????doSomething_2();?//任務(wù)2
????????doSomething_3();?//任務(wù)3
????????/*其他各種任務(wù)*/
????}
????return?0;
}
4.2、只有中斷
說明:在“只有中斷“的系統(tǒng)中,主函數(shù)main的循環(huán)中是不做任何操作的。優(yōu)點(diǎn):可以實(shí)時(shí)響應(yīng)異常的任務(wù)(事件)缺點(diǎn):中斷資源有限,當(dāng)任務(wù)過多時(shí)會響應(yīng)不及時(shí)。偽代碼實(shí)現(xiàn):int?main(void)
{
????while(1)
????{
????????;
????}
}
?
/*中斷服務(wù)函數(shù)1*/
void?ISR1_IRQHandler(void)
{
????doSomething_1();
}
?
/*中斷服務(wù)函數(shù)2*/
void?ISR2_IRQHandler(void)
{
????doSomething_2();
}
4.3、只有中斷框架的變種
說明:采用狀態(tài)機(jī)的機(jī)制來執(zhí)行任務(wù)。中斷函數(shù)中設(shè)置狀態(tài)機(jī)的狀態(tài),而main函數(shù)主循環(huán)中根據(jù)不同的狀態(tài)值執(zhí)行不同的任務(wù)。這個(gè)其實(shí)不屬于真正只有中斷的形式。int?main(void)
{
????while(1)
????{
????????if(flag_1)
????????{
????????????doSomething_1();
????????}
????????if(flag_2)
????????{
????????????doSomething_2();
????????}
????????if(flag_3)
????????{
????????????doSomething_3();
????????}
????????/*其他各種任務(wù)*/
????}
????return?0;
}
?
/*********中斷服務(wù)函數(shù)1************/
void?ISR1_IRQHandler(void)
{
????flag_1?=?~flag_1;
}
?
/*********中斷服務(wù)函數(shù)2************/
void?ISR2_IRQHandler(void)
{
????flag_2?=?~flag_2;
}
?
/*********中斷服務(wù)函數(shù)3************/
void?ISR3_IRQHandler(void)
{
????flag_3?=?~flag_3;
}
4.4、輪詢有中斷
說明:將一些周期性的任務(wù)放置在main函數(shù)中的主循環(huán)中執(zhí)行:優(yōu)點(diǎn):合理的利用資源,將常規(guī)任務(wù)與緊急任務(wù)分開來了。缺點(diǎn):程序結(jié)構(gòu)與邏輯比較復(fù)雜,在任務(wù)分配以及協(xié)作之間需要花費(fèi)很大精力。偽代碼實(shí)現(xiàn):int?main(void)
{
????while(1)
????{
????????if(flag_1)
????????{
????????????doSomething_1();
????????}
????????if(flag_2)
????????{
????????????doSomething_2();
????????}
????????if(flag_3)
????????{
????????????doSomething_3();
????????}
????????/*其他各種任務(wù)*/
????}
????return?0;
}
?
/*********定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)************/
void?ISR1_IRQHandler(void)
{
????
}
4.5、輪詢有中斷——虛擬定時(shí)器
說明:利用不同的”虛擬定時(shí)器“的定時(shí)時(shí)間來調(diào)用不同任務(wù),當(dāng)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間到時(shí)則執(zhí)行回調(diào)函數(shù)或者調(diào)用任務(wù)函數(shù)。這對于一些周期性運(yùn)行的任務(wù)是非常適合的,同時(shí)中斷可以應(yīng)對外界的突發(fā)事件。這樣實(shí)時(shí)性也可以得到保障,但要注意不要使用等待式延時(shí)。一般虛擬定時(shí)器的時(shí)基為1ms優(yōu)點(diǎn):任務(wù)的時(shí)間間隔可以相對精確的控制,同時(shí)由于中斷使用整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性也很不錯(cuò)。缺點(diǎn):任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間無法掌控,當(dāng)定時(shí)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間過長時(shí)會影響到虛擬定時(shí)器的定時(shí)精度。虛擬定時(shí)器實(shí)現(xiàn)代碼:https://codeload.github.com/0x1abin/MultiTimer/zip/master4.6、非搶占式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
說明:任務(wù)之間沒有優(yōu)先級之分,每個(gè)任務(wù)都是依次執(zhí)行。但是任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間是由操作系統(tǒng)嚴(yán)格控制的。即使任務(wù)沒有執(zhí)行完,當(dāng)時(shí)間片時(shí)間達(dá)到時(shí)任務(wù)便會被掛起。優(yōu)點(diǎn):不用再處心積慮的減少任務(wù)中的延時(shí),我們只需要將精力放置在業(yè)務(wù)邏輯上。缺點(diǎn):任務(wù)之間是平級的,這就會導(dǎo)致有些任務(wù)無法得到緊急處理。偽代碼實(shí)現(xiàn):https://blog.csdn.net/twx11213030422/article/details/1046372734.7、搶占式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
說明:每個(gè)任務(wù)之間是一個(gè)“死循環(huán)”同時(shí)任務(wù)都有一個(gè)優(yōu)先級。高優(yōu)先級的任務(wù)可以打斷低優(yōu)先級的任務(wù),這個(gè)就類似于中斷一樣。所以整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性就非常好,同時(shí)每個(gè)任務(wù)都還受時(shí)間片的控制也就是說它們的執(zhí)行時(shí)間是可以預(yù)測的。它也支持中斷可以響應(yīng)緊急的事件。優(yōu)點(diǎn):實(shí)時(shí)響應(yīng),工程師只需要將精力放置在業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)上缺點(diǎn):需要移植且對單片機(jī)硬件資源有一定要求;使用比較復(fù)雜。常用的搶占式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng):Keil RTX、FreeRTOS、uCosII/III等等。4.8、回調(diào)函數(shù)
什么是回調(diào)函數(shù)?答:函數(shù)指針作為函數(shù)的形參,然后函數(shù)的調(diào)用通過此函數(shù)指針來實(shí)現(xiàn)。回調(diào)函數(shù)中注冊與回調(diào)是什么?答:注冊其實(shí)就是使用一個(gè)全局的函數(shù)指針,然后給此函數(shù)指針賦值(將我們自定義的函數(shù)名稱賦值給它)。然后在中斷或者其他地方通過此全局的函數(shù)指針來調(diào)用我們原先自定義的函數(shù)且這個(gè)自定義的函數(shù)我們也叫回調(diào)函數(shù)。往期精彩
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