单片机时间片轮询程序架构（单片机时间片轮循） - 技术教程

时间片轮询法有很多时候都是与操作系统一起被提到，也就是说很多时候是操作系统中使用了这一方法: STM32单片机开发中的RTOS 。

下文将参考别人的代码，演示建立的一个时间片轮询架构程序的方法。

定时器复用

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？

这里的延时，用定时器实现，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：

#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 TaskCount[TASK_NUM] ;//这里为三个任务定义三个变量来存放定时值uint8 TaskMark[TASK_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：

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。

TaskCount[0] = 20;       // 延时20msTaskMark[0]  = 0x00;     // 启动此任务的定时器

到此我们只需要在任务中判断TaskMark[0] 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。

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。

时间片轮询架构的建立

下文具体说一下时间片轮询法的实现流程。

1 设计一个结构体：

// 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

2 任务标志处理

任务标志处理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。

3 任务处理：

/********************************************************* FunctionName   : TaskProcess()* Description    : 任务处理* EntryParameter : None* ReturnValue    : None*********************************************************/void TaskProcess(void){    uint8 i;    for (i=0; i    {         if (TaskComps[i].Run)            // 时间不为0        {             TaskComps[i].TaskHook();     // 运行任务             TaskComps[i].Run = 0;        // 标志清0        }    }   }

此函数就是判断什么时候该执行哪一个任务了，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。

这样一个时间片轮询应用程序的架构就建好了，此架构只需要两个函数、一个结构体。

为了应用方便下文将再建立一个枚举型变量。

时间片轮询架构的应用

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 定义一个结构体变量：

/********************************************************* 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。。。。};

在定义结构体变量时，我们已经初始化了值，这些值的初始化跟具体的执行时间优先级等有关系。

这里有三个任务，结构体中 4个元素分别是程序运行标志、计时器、运行时间间隔以及任务函数名。

2 任务列表：

// 任务清单typedef enum _TASK_LIST{    TAST_DISP_CLOCK,          // 显示时钟    TAST_KEY_SAN,             // 按键扫描    TASK_DISP_WS,             // 工作状态显示     // 这里添加你的任务。。。。     TASKS_MAX                // 总的可供分配的定时任务数目} TASK_LIST;

定义的这个任务清单，除了参数TASKS_MAX的值之外，其他值是没有具体的意义的，只是为了清晰的表明任务的关系而已。

3 编写任务函数：

/******************************************************** FunctionName   : TaskDisplayClock()* Description    : 显示任务* EntryParameter : None* ReturnValue    : None********************************************************/void TaskDisplayClock(void){
}/******************************************************** FunctionName   : TaskKeySan()* Description    : 扫描任务* EntryParameter : None* ReturnValue    : None********************************************************/void TaskKeySan(void){
}/******************************************************** FunctionName   : TaskDispStatus()* Description    : 工作状态显示* EntryParameter : None* ReturnValue    : None********************************************************/void TaskDispStatus(void){
}// 这里添加其他任务。。。。。。。。。

现在你就可以根据自己的需要编写任务了。

4 主函数：

/******************************************************** FunctionName   : main()* Description    : 主函数* EntryParameter : None* ReturnValue    : None********************************************************/int main(void) {     InitSys();                  // 初始化    while (1)    {        TaskProcess();          // 任务处理函数    }}

主函数很简单，只需要在死循环中执行任务处理函数就可以了。

还需要注意两点：