前后台系统，RTOS与定时器任务管理系统

前后台系统

  在裸机上写程序,通常把程序分为两部分：前台系统和后台系统。

  简单的小系统通常是前后台系统，这样的程序包括一个死循环和若干个中断服务程序：应用程序是一个无限循环，循环中调用API函数完成所需的操作，这个大循环就叫做后台系统。中断服务程序用于处理系统的异步事件，也就是前台系统。前台是中断级，后台是任务级。

写这个系统的目的:

  1. 为了能够充分利用cpu,不让他闲下来
  2. 可以实现多个功能同时发生

(前置条件):你需要知道只有一个cpu,他在物理的层面上是不可能同时发生的,但是他们可以欺骗人类,人类的视觉暂留有0.1s到0.4s
定时器分时操作系统-2024-04-19-23-10-06

  1. 只要这几个任务执行的频率足够高,那么对你而言,他们就是同时发生的.

  2. 第二个点就是(化delay为挂起).
    假设我们要执行一个跑马灯的操作,如果我们要设置他跑的慢一点,我们可以再他的每个灯显示后添加一个delay(time),但是在delay期间,我们的cpu是单纯的在等待,什么都没做. 于是我们可以设置一个时间任务,设置多少秒(只要设置和delay一样的时间就可以实现和delay一样的效果)而且在这些时间的间隔可以执行其他的任务

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    //原本的功能
    show(){
        SetLed(0,0);
        delay_ms(2);
        SetLed(1,1);
        delay_ms(2);
        SetLed(2,2);
        delay_ms(2);
        SetLed(3,3);
        delay_ms(2);
    }

    //修改后

    show(u8 w, u8 value){
        SetLed(w,value);
    }
    //每两秒执行一次
    per_2ms_conduct(){
        static int i = 0;
        show(i,i);
    }
    //这样子就没有delay出现了,你可以在同时执行其他的功能.

对于下面这部分的内容加了注解

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//这个函数只做了一件事(时间到了,将flag标志置为1,表示可以做)
//这个Timer->uCount基于你设置的每次中断所消耗的时间,可以设置的很小,你可以自己调整
void updateTimerTask(TimerDef *Timer)

{

    if (Timer->uCount >= 10) //0.5*10=5 ms到达

    {

        Timer->uCount = 0;



        Timer->uFlag5ms = 1; //5 ms标志位置1

        Timer->uCount10ms ++;

        Timer->uCount50ms ++;

        Timer->uCount100ms ++;

        Timer->uCount1000ms ++;

    }



    if (Timer->uCount10ms >= 2)//10ms到达

    {

        Timer->uCount10ms = 0;

        Timer->uFlag10ms = 1;

    }

    if (Timer->uCount50ms >= 10)//50ms到达

    {

        Timer->uCount50ms = 0;

        Timer->uFlag50ms = 1;

    }
}



时间任务管理

//大循环任务
//在大循环任务中放入你认为需要定时执行的耗时任务如(Per_5ms_tasks),在把这个大循环放在while(1)里头
void EverWhile_tasks()

{

}

//5ms 任务

void Per_5ms_tasks()

{

    if(Timer.uFlag5ms != 1)//5ms未到达

        return;//退出函数

task1();//用户函数

    Timer.uFlag5ms = 0;//清空5ms标志位

}

//10ms 任务

void Per_10ms_tasks()

{

    if(Timer.uFlag10ms != 1)

        return;

task2();//用户函数

    DIU.Timer.uFlag10ms = 0;

}

//50ms 任务

void Per_50ms_tasks()

{

    if(Timer.uFlag50ms != 1)

        return;

task3();//用户函数

    Timer.uFlag50ms = 0;

}

//100ms 任务

void Per_100ms_tasks()

{

    if(DIU.Timer.uFlag100ms != 1)

  return;

task4();//用户函数

    DIU.Timer.uFlag100ms = 0;// //

}

//1s 任务

void Per_1s_tasks()

{

    if(DIU.Timer.uFlag1000ms != 1)

        return;

task5();//用户函数

DIU.Timer.uFlag1000ms = 0;

}

以上,
你就可以实现:
例如(我每1ms执行一次显示任务,这样在我眼里他就是一直亮着的,
每3ms执行一次串口通信,每次访问完后都可以及时把内容输送给限时任务执行.
按键任务也是类似的(但是按键要考虑防抖问题,所以你设置的时间间隔需要有考究))

这个时候的cpu就和你一样,飞速运转,一点都没有闲着.