單片機時間片輪詢架構

Author：家有仙妻謝掌柜
Date：2021/2/3

學一個東西一定要學會總結，學單片機也不例外，總結一下用單片機做專案時代碼的架構，寫在這里記錄自己的成長歷程，也分享出去供大家參考！

首先宣告在本程式中和移植相關的針對不同MCU等差異所需要的做出的修改如下：
1.中斷服務函式
Timer1Callback();
2.主函式中
timer_1_enable(32768/10,Timer1Callback);//我這里用的是100ms中斷一次來做實驗
引數32768表示1S，我這里32768/10表示100ms，這個速度已經很慢了，但是為了兼容列印，因為事件中沒有實際的任務，太快列印跟不上，在實際操作中，中斷的時間可以縮短一些，但是不能太短，頻繁的中斷效率也會低的，
3.這里測驗了10個任務同時進行，效果滿足預期，只要每一個任務執行的時間小于該任務設定的時間即可，


//時間片架構測驗
void Task1(void);
void Task2(void);
void Task3(void);
void Task4(void);
void Task5(void);
void Task6(void);
void Task7(void);
void Task8(void);
void Task9(void); 
void Task0(void);

/**************************************************************************************
* Name   		:TaskStruct
* Description   :任務結構體
* Details 		:它包含了一個任務所需要的所有資訊;
*              1:運行狀態標志位:0-不運行;1-運行，  
*              2:計數器TimerCountdown--												
*              3:計數器數值填充器,預設的初值:TimerInitialValue(任務運行間隔時間)  
*              4:任務對應的函式指標  
**************************************************************************************/
typedef struct _TaskStruct
{
	uint8_t		RunningStatus;
	uint8_t 	TimerCountdown;
	uint8_t 	TimerInitialValue;
	void 		(*TaskHook)(void);
}TaskStruct;

/**************************************************************************************
* Name   		:TaskManage
* Description   :任務陣列
* Details 		:它包含了所有任務所需要的引數;
**************************************************************************************/
//定時器中斷實驗目前是100ms中斷一次
#define InitStatus 0
#define TimerTask1 10 
#define TimerTask2 20
#define TimerTask3 30
#define TimerTask4 40
#define TimerTask5 50
#define TimerTask6 60
#define TimerTask7 70
#define TimerTask8 80
#define TimerTask9 90
#define TimerTask0 100

static TaskStruct TaskManage[] = 
{
    {InitStatus,TimerTask1,TimerTask1,Task1},
    {InitStatus,TimerTask2,TimerTask2,Task2},
    {InitStatus,TimerTask3,TimerTask3,Task3},
	{InitStatus,TimerTask4,TimerTask4,Task4},
    {InitStatus,TimerTask5,TimerTask5,Task5},		
    {InitStatus,TimerTask6,TimerTask6,Task6},		
    {InitStatus,TimerTask7,TimerTask7,Task7},		
    {InitStatus,TimerTask8,TimerTask8,Task8},		
    {InitStatus,TimerTask9,TimerTask9,Task9},		
    {InitStatus,TimerTask0,TimerTask0,Task0},

    /* 這里添加需要的任務，，，， */
};
/**************************************************************************************
* Name   		:TaskList
* Description   :任務串列
* Details 		:包含所有任務;
*              1:ListTask1
*              2:ListTask2												
*              		...
*			   N:ListTasksMax：總的可供分配的定時任務數目
**************************************************************************************/
typedef enum _TaskList
{
    ListTask1,
    ListTask2,
    ListTask3,
    ListTask4,
    ListTask5,
    ListTask6,
    ListTask7,
    ListTask8,	
    ListTask9,
    ListTask0,
    /* 這里添加需要的任務，，，， */
    ListTasksMax
}TaskList;
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskMarks()
* Description    : 標志位處理函式
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
這個函式是用來更新每個任務的計數器以及它們的運行標志位的，
它是寫在單片機的定時器中斷服務函式中的
**************************************************************************************/
void TaskMarks(void)
{
	uint8_t i;

	for (i=0;i<ListTasksMax;i++)//逐個任務時間處理
	{
		if(TaskManage[i].TimerCountdown)//計數器不為0
		{
			TaskManage[i].TimerCountdown--;      //計數器減去一個節拍
			if(TaskManage[i].TimerCountdown == 0)//計數器數值減完了
			{
				TaskManage[i].TimerCountdown = TaskManage[i].TimerInitialValue;//恢復計時器值,重新下一次
				TaskManage[i].RunningStatus  = 1;//任務可以運行
			}
		}
	}
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskMarks()
* Description    : 任務處理函式
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
這個函式用來判斷任務是否到了執行時間，它會逐個檢查任務串列中的任務
如果到了就執行，同時清空執行標志位，沒到就不執行
**************************************************************************************/
void TaskProcess(void)
{
	uint8_t i;

	for (i=0;i<ListTasksMax;i++)           	  // 逐個任務時間處理
	{
		if (TaskManage[i].RunningStatus)      // 時間不為0
		{
			TaskManage[i].TaskHook();         // 運行任務
			TaskManage[i].RunningStatus = 0;  // 標志清0
		}
	}
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : Task1()/Task2()/Task3()/Task4()...
* Description    : 任務函式
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void Task1(void)
{
	dbg_printf("Task1\r\n");
}
void Task2(void)
{
	dbg_printf("Task2\r\n");
}
void Task3(void)
{	
	dbg_printf("Task3\r\n");
} 
void Task4(void)
{
	dbg_printf("Task4\r\n");
} 
void Task5(void)
{
	dbg_printf("Task5\r\n");
}
void Task6(void)
{
	dbg_printf("Task6\r\n");
}
void Task7(void)
{
	dbg_printf("Task7\r\n");
}
void Task8(void)
{
	dbg_printf("Task8\r\n");
}
void Task9(void)
{
	dbg_printf("Task9\r\n");
}
void Task0(void)
{
	dbg_printf("Task0\r\n");
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : Timer1Callback()
* Description    : 定時中斷服務函式，回呼函式
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
static void Timer1Callback(void)
{
	TaskMarks();
}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
* Description    : 主函式
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
int main(void)
{
	All_Initialize();
	timer_1_enable(32768/10,Timer1Callback);//我這里用的是100ms中斷一次來做實驗
	while(1)
	{
		TaskProcess();// 任務處理
	}
}
總結：
整個程式的執行流程就是：中斷函式不斷重繪著每一個任務的狀態，
任務處理函式根據這些狀態來判斷哪些函式要被執行，如果要執行，就立馬執行，
添加任務就是在任務陣列中添加一個結構體資訊，撰寫一個任務函式，在任務串列中添加一個函式，

基本思想：
舉個例子，有一個函式A，我們給它設定
一個計數器B（程式多久執行一次）
和一個狀態標志位C（用來判斷這個程式是否需要執行）
還有一個計數填充值D，
其中的B會被單片機自帶的定時器中斷服務函式不斷地重繪（遞減重繪），
當B到0的時候C會被置位，同時B會被重新填滿D值，
當主程式運行到A的時候不會直接去運行它，而是先檢查C，
如果C沒有被置位，說明還沒有到A的執行時間，不執行A，
如果C被置位了，就執行A，執行完后將C復位，讓C再等上一段時間才再次被執行，

這個是記錄自己學習的程序！
感謝您的支持！