本帖最后由 caijie001 于 2018-1-17 11:14 编辑
个人整理的**：查看很多博客与论坛，觉得有用的就弄来了，现在统一分享——PDF(69页) 如有侵权，请联系我删除。谢谢
时间片轮询法，在很多书籍中有提到，而且有很多时候都是与操作系统一起出现，也就是说很多时候是操作系统中使用了这一方法。不过我们这里要说的这个时间片轮询法并不是挂在操作系统下，而是在前后台程序中使用此法。也是本贴要详细说明和介绍的方法。
对于时间片轮询法，虽然有不少书籍都有介绍，但大多说得并不系统，只是提提概念而已。下面本人将详细介绍本人模式，并参考别人的代码建立的一个时间片轮询架构程序的方法，我想将给初学者有一定的借鉴性。
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：
1. 2. #defineTASK_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。 3. 4. uint16TaskCount[TASK_NUM] ; // 这里为三个任务定义三个变量来存放定时值 5. 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。 6. 复制代码 3. 在定时器中断服务函数中添加： 1. /**************************************************************************************
* FunctionName : TimerInterrupt()
* Description : 定时中断服务函数
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TimerInterrupt(void)
{
uint8 i;
for (i=0; i<TASKS_NUM; i++)
{
if (TaskCount)
{
TaskCount--;
if (TaskCount == 0)
{
TaskMark = 0x01;
}
}
}
} 复制代码
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： 1. 2. TaskCount[0] =20; // 延时20ms 3. TaskMark[0] =0x00; // 启动此任务的定时器 4. 复制代码 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，效果不错哦。。。。。。。。。。。
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。
循环判断标志位： 那么我们可以想想，如果循环判断标志位，是不是就和上面介绍的顺序执行程序是一样的呢？一个大循环，只是这个延时比普通的for循环精确一些，可以实现精确延时。
执行其他函数： 那么如果我们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？但是操作系统的任务管理和切换是非常复杂的。下面我们就将利用此方法架构一直新的应用程序。
时间片轮询法的架构：
1.设计一个结构体：
1. 2. // 任务结构
typedef struct _TASK_COMPONENTS
{
uint8Run; // 程序运行标记：0-不运行，1运行
uint8 Timer; // 计时器
uint8ItvTime; //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 3. 复制代码
这个结构体的设计非常重要，一个用4个参数，注释说的非常详细，这里不在描述。
2. 任务运行标志出来，此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，这里独立出来，并于移植和理解。
1. 2. /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskRemarks()
* Description : 任务标志处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskRemarks(void)
{
uint8 i; 3. for (i=0; i<TASKS_MAX;i++) // 逐个任务时间处理
{
if(TaskComps.Timer) // 时间不为0
{
TaskComps.Timer--; // 减去一个节拍
if(TaskComps.Timer == 0) // 时间减完了
{
TaskComps.Timer = TaskComps.ItvTime; // 恢复计时器值，从新下一次
TaskComps.Run =1; // 任务可以运行
}
}
}
} 4. 复制代码
大家认真对比一下次函数，和上面定时复用的函数是不是一样的呢？
3. 任务处理
1. 2. /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskProcess()
* Description : 任务处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskProcess(void)
{
uint8 i; 3. for (i=0; i<TASKS_MAX;i++) // 逐个任务时间处理
{
if(TaskComps.Run) // 时间不为0
{
TaskComps.TaskHook(); // 运行任务
TaskComps.Run= 0; // 标志清0
}
}
} 4. 复制代码
此函数就是判断什么时候该执行那一个任务了，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。
到此，一个时间片轮询应用程序的架构就建好了，大家看看是不是非常简单呢？此架构只需要两个函数，一个结构体，为了应用方面下面将再建立一个枚举型变量。
下面我就就说说怎样应用吧，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. 定义一个上面定义的那种结构体变量 1. 2. /**************************************************************************************
* Variabledefinition
**************************************************************************************/
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 3. // 这里添加你的任务。。。。 4. }; 5. 复制代码
在定义变量时，我们已经初始化了值，这些值的初始化，非常重要，跟具体的执行时间优先级等都有关系，这个需要自己掌握。
①大概意思是，我们有三个任务，没1s执行以下时钟显示，因为我们的时钟最小单位是1s，所以在秒变化后才显示一次就够了。 ②由于按键在按下时会参数抖动，而我们知道一般按键的抖动大概是20ms，那么我们在顺序执行的函数中一般是延伸20ms，而这里我们每20ms扫描一次，是非常不错的出来，即达到了消抖的目的，也不会漏掉按键输入。 ③为了能够显示按键后的其他提示和工作界面，我们这里设计每30ms显示一次，如果你觉得反应慢了，你可以让这些值小一点。后面的名称是对应的函数名，你必须在应用程序中编写这函数名称和这三个一样的任务。
2. 任务列表 1. 2. // 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; 3. 复制代码
好好看看，我们这里定义这个任务清单的目的其实就是参数TASKS_MAX的值，其他值是没有具体的意义的，只是为了清晰的表面任务的关系而已。
3. 编写任务函数
1. 2. /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskDisplayClock()
* Description : 显示任务 3. *EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskDisplayClock(void)
{ 4. 5. } 6. /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskKeySan()
* Description : 扫描任务
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskKeySan(void)
{ 7.
} 8. /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskDispStatus()
* Description : 工作状态显示
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskDispStatus(void)
{ 9.
} 10. 11. // 这里添加其他任务。。。。。。。。。 12. 复制代码
现在你就可以根据自己的需要编写任务了。
4. 主函数 int main(void)
{
InitSys(); // 初始化 3. while (1)
{
TaskProcess(); // 任务处理
}
} 4. 复制代码
到此我们的时间片轮询这个应用程序的架构就完成了，你只需要在我们提示的地方添加你自己的任务函数就可以了。是不是很简单啊，有没有点操作系统的感觉在里面？
注意事项：
1. 任务的划分：任务一定要划分的非常合理，尽量做到任务的相对独立； 2. 任务的优先：一定要注意任务优先级的设计，把需要及时处理的任务排到任务的最前面； 3. 任务的执行：任务的执行一定要尽量的快，一定要保证在毫秒级，否则任务还没执行完，其他任务都再等，就到不到实时系统的要求，也谈不上多任务了； 4. 时间的划分：时间片的划分是整个系统的关键，一定要保证任务在需要执行的时候能够进入该执行的任务中，否则就不能实现真正的时间片轮询了。
通过以上的介绍，我想大家多觉得特别抽象吧。下面就针对以下几点举例说明：
1. 任务的划分：
任务的划分并不难，你需要先全面的了解你的项目是要实现什么功能，把其划分成多个功能模块，每一个模块就是一个任务，每一个任务对应一个函数。
例如一个时钟产品，一般由：按键、显示、时间、闹铃、菜单(设置/查询等)等组成。那么我们可以把其划分成5个任务。
2. 任务的优先：
同样通过以上事例来说明任务优先级，可能划分的方法有很多种，而且看不出很大的区别，这里只是本人认为最为合理的方式：
A. 时间，这里的时间就是从时钟芯片中获取时间； B. 闹铃，获取时间后应该首先判断是否是设置的闹铃时间，如果是就进行闹铃提示，否则，退出执行下一个任务； C. 显示，显示时间，如果有闹铃，则显示闹铃标志； D. 按键，判断是否有按键，如果有就进入相应的操作；
E. 菜单，通过按键进入相应的菜单，如果没有按键，就不执行菜单任务直接退出。
这就是整个时钟产品需要实现的整个过程，任务之间的通讯已经任务之间的相互制约都是通过全局变量实现的，例如进入时间设置等时，就没有有必要实现时间的读取，闹铃的判断，以及时间的显示。这时只需要执行按键任务以及菜单任务即可，直至退出为止。这里需要说明的是不执行的任务是在判断任务执行情况后不具体执行任务代码，并不是一直在菜单程序中死等等，直至菜单退出。因为那样的话就不是真正的多任务级了，也谈不上时间片了。
3. 任务的执行：
任务的执行一定要尽量的快，一定不能因为某个任务需要等等特殊的东西，而影响的其他任务，也不能在任务中调用大的延时函数，一定要保证任务的运行速度，要知道每一个任务的具体执行时间。例如上例中，绝对不能因为等等按键的释放而导致其他任务的不运行。那么怎么消抖呢？这个方法有很多，你可要通过利用两次按键任务是时间实现消抖，例如第一按键后，你做个标志，表示有键，但是不执行菜单，可要通过第二次进入按键任务判断，是否是按键的按键，还是误按，这种情况下就必须要保证按键任务的运行时间在消抖也许的时间内容，例如20ms。
再例如：在应用GPRS时，由于GPRS发送指令到接收到应答的时间都是秒级的，所以一定不能发完指令后，一定要等到应答才执行下一个任务，而是通过双线程的思想，把GPRS的发送和接收分为两条线，一条发，一条接，而这两条线之间都是同样全局变量来连线。每次进入GPRS任务时都判断是否由发送和接收，如果有发送就发送，有接收就判断是否为上次发送的应答，如果是就可以继续发送了，否则继续等待应答的接收，以最快的速度实现任务的执行。
4. 时间的划分：
时间片的划分尤为重要，需要保证每一任务都能在该执行的时间内运行。就以时钟事例来说，显示和获取时钟一般一秒一次就可以了，如果你有时钟冒号“：”的显示，那么1秒必须执行两次以上才能保证显示的正常。当然在系统允许的情况下可以尽量多允许几次，但一定最低的允许次数。像按键可以使用20ms作为任务的时间片，因为一般按键的消抖时间为20ms，那么时间片划分为20ms完全可以保证即不漏掉按键，也不会误读按键。
下面是PDF文档： 密码是：kanyuanfen
经测试，移植成功，上传我的代码文件，调用即可：移植从0开始半个多小时就能搞定
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
说白了就是时间到了CPU就干活