AVR單片機(jī)程序設(shè)計架構(gòu)
昨天在回家的火車上，帶了一本《匠人手記》，看了幾篇，受益匪淺。其中一篇講到編程思路，也就是如何入手構(gòu)建一個程序。我用C語言在原文的基礎(chǔ)上稍微展開一下，以備日后查看。
簡單的程序只要用簡單的方式就可以了，我在此之前也只會這一種方式。也就是：
void main()
{
init();//初始化
while (1)
{
module01();//模塊1，或若干語句
}
}
匠人在書中講到事件驅(qū)動機(jī)制，例如：
void main()
{
init();
while (1)
{
if (事件1條件)
shijian1();//執(zhí)行事件1
if (事件2條件)
shijian2();//執(zhí)行事件2
if (事件3條件)
shijian1();//執(zhí)行事件3
......
}
}
以前編的一些多事件程序中，我也用過類似的思想，但是用了很多條件的嵌套，編出的程序遠(yuǎn)沒有這種清晰。
上面的方式也叫順序調(diào)度機(jī)制，在每次循環(huán)中每個事件都可能被執(zhí)行到，另有一種優(yōu)先調(diào)度機(jī)制：
void main()
{
init();
while (1)
{
if (事件1條件)
{
shijian1();//執(zhí)行事件1
continue;
}
if (事件2條件)
{
shijian2();//執(zhí)行事件2
continue;
}
if (事件3條件)
{
shijian3();//執(zhí)行事件3
continue;
}
......
}
}
將優(yōu)先級最高的事件放在前面，被執(zhí)行到的概率最大。但是假如前面的事件頻率太高，后面的就有可能執(zhí)行不到了。
最精彩的部分要數(shù)多任務(wù)并行運行。簡單的多進(jìn)程程序還是很容易的，比方同時控制流水燈和數(shù)碼管（動態(tài)），單獨的流水燈是賦值后延時，再賦值，再延時。如果要同時控制數(shù)碼管，只要把之前用作延時的那段時間用來掃描數(shù)碼管就行了。簡單說來，就是把以前浪費掉的時間充分利用起來。
稍微復(fù)雜一點的多任務(wù)運行就要稍微動些腦筋了，可以把每個任務(wù)看做一個進(jìn)程，每個進(jìn)程可以被分為多個階段，每個階段執(zhí)行時間較短。多個進(jìn)程的每個階段交替進(jìn)行：進(jìn)程1階段1，進(jìn)程2階段1，進(jìn)程1階段2，進(jìn)程2階段2，……
我想到兩種方式實現(xiàn)各階段的分配，第一種是人為設(shè)定好每個階段結(jié)束的條件，等待著某個階段“主動”結(jié)束然后進(jìn)入另一個進(jìn)程的某個階段。這種方式每個階段所用的時間是不確定的，但是每個階段所做的事情是確定的。第二種方式是每進(jìn)入一個階段，就開啟一個定時器，等到定時器計到設(shè)定的時間就強(qiáng)制結(jié)束這個階段，開始另一個進(jìn)程的某個階段。這樣每個階段運行的時間都是固定的，但是一般不能明確地知道在這個階段將任務(wù)執(zhí)行到哪里（有點像量子力學(xué)的測不準(zhǔn)原理了）。
用定時器實現(xiàn)進(jìn)程的分配：
#include
#include
unsigned char fond = 0;
#pragma interrupt_handler tc0:10
void tc0()//定時器0溢出中斷，假設(shè)共有3個進(jìn)程
{
fond++;
if(fond == 3) fond = 0;
}
void shijian1()
{
char a1;
.....//讀取上次數(shù)據(jù)
a1 = fond;
while (fond == a1)
{
....//繼續(xù)運行
}
.....//保存本次數(shù)據(jù)
}
void shijian2()
{......}
void shijian3()
{......}
void main()
{
TCCR0 = 0x05;//設(shè)8M晶振，1024分頻，每秒平均產(chǎn)生30.5次中斷，應(yīng)用中可視情況而定
TIMSK |= BIT(0);
SREG |= BIT(7);
while (1)
{
switch (fond)
{
case 0:
if (事件1條件)
shijian1();
else
fond++;//假如此事件發(fā)生的條件不滿足，就讓fond加1以便執(zhí)行下一個事件
break;
case 1:
if (事件2條件)
shijian2();
else
fond++;
break;
case 2:
if (事件3條件)
shijian3();
else
fond=0;
break;
}
}
}
除此之外，還可以設(shè)計一段專門用于分配CPU時間的程序，可以更系統(tǒng)地處理多進(jìn)程的問題，這就很有些操作系統(tǒng)的感覺了。
在應(yīng)用中不限于這幾種方法，根據(jù)實際情況的復(fù)雜程度能靈活使用各種方法編出最合適的程序才是最重要的。另外，匠人同志還說過這么句話：簡單的，才是最有效的。
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