关于嵌入式系统编程中的实时性问题

只看该作者 · 2011-9-8 10:16

请教各位前辈及老师：在入门级的单片机与嵌入式系统书籍中，以按键扫描检测程序为例，我们经常会看到这样的程序实现方法：
#define K1 P0_4
#define K2 P0_5
uchar KeyScan(void)
{
  if(K1 == 0)
  {
Delay(100);
if(K1 == 0)
{
   while(!K1);
   return(1);
}
  };
  if(K2 == 0)
  {
Delay(100);
if(K2 == 0)
{
   while(!K2);
   return(2);
}
  };
  return(0);
}

我的问题：这样的程序实现能保证系统对其它任务的实时响应（执行）么？比如当一直按住K1按键不放开的话，程序就一直在 while(!K1);处循环，是这样么？是这样的话系统如何有时间执行其它任务（至少对于前后台系统是这样）？另外：如果整个应用软件是基于嵌入式操作系统开发的话，是不是这种按键检测程序写法就是可行的？即不用考虑上述对其它任务的响应实时性问题，因为OS会在按键检测超时强制将该任务挂起？是这样么？
急盼高手解疑，谢谢！

只看该作者 · 2011-9-8 10:31

嵌入式中用系统延时不会出现这种问题再有按键检测有很多方法这种不太好

只看该作者 · 2011-9-8 10:40

首先谢谢lixiaoxu2meng的解答。这种按键检测方法是很多入门书籍及当前在高校教科书中最常见的，还是希望大家能就我的问题给出明确解答，先谢谢各位了！

只看该作者 · 2011-9-8 16:05

期待高手赐教！等待中... ...

只看该作者 · 2011-9-9 08:52

正常产品中，没有谁会用这个按键处理，写书的人太不负责了

只看该作者 · 2011-9-9 09:16

谢谢delin17的回复。在目前很多高校的实验指导书提供的例程中，这种按键检测方法是出现最多的，也许是为了让初学者好理解。但正象delin17所说，“在正常产品中，没有人会用这样的按键处理”，至少在单片机前后台方式写的程序中，这种按键检测方式肯定不可取（当按住按键不放开时，系统将只能对有关中断程序进行相应和执行，而后台中的任何其他任务都不可能再有机会得到运行）。还是那个问题：如果这种按键检测程序写法，是在某个基于嵌入式操作系统的软件中运行，是否就不存在上述问题？（即这种按键检测方式也不会独占CPU）。仍旧期待高人指点！

只看该作者 · 2011-9-9 11:31

会不会独占CPU，看你任务的优先级，
按键不放，会导致低你优先级的任务无法运行。

只看该作者 · 2011-9-28 15:17

希望各位专家老师继续给出更详细解答，深表感谢！

只看该作者 · 2011-10-17 14:08

按键做成以单独任务，只检测键值，做一个循环缓冲区然后依次存储起来来，使用按键的的程序去取

只看该作者 · 2011-10-17 20:30

加个按键去抖芯片搞定完，何毕搞得这么麻烦！

只看该作者 · 2011-10-17 20:52

这是最简单的实现，不用考虑其他任务，默认只有检测到按键后才执行其他任务！

只看该作者 · 2011-10-20 15:50

感谢wenhenshi adofu2008 sc_hqzhang 三位继续关注此贴！

只看该作者 · 2011-10-23 23:53

给大家发个代码（以前写按键处理程序就是这样的思路）：

//按键去抖动时间
//测试去抖动的方法是将该参数设置为较大的值，比如5秒钟时间
//连续按键，只有间隔时间大于5秒情况下扫描程序才可以检测到有效按键输入
//连续按键，间隔时间小于5秒情况下扫描程序不可以检测到有效按键输入
#define KEY_DEBOUNCE_TIMEOUT 20

static unsigned int key_port, key_port_pre;
static unsigned int key_value , key_bit;
static unsigned int key_debounce_timer;

//从端口中读取按键值
//read key port
unsigned int key_get_port()
{
}

//
// 在主程序循环中调用该函数
// 去抖动后，有变化的按键位存放在key_bit中
// 使用后需要将key_bit清除
void key_scan()
{
key_port = key_get_port();
if(key_port != key_port_pre)
{
key_port_pre = key_port;
key_debounce_timer = 0;
}
else
{
//key input is debounced
if(key_debounce_timer > KEY_DEBOUNCE_TIMEOUT)
{
if(key_port != key_value)
{
key_bit = key_port ^ key_value;
}
key_value = key_port;
}
}
}

//设置一个定时器中断，中断时间为1毫秒
//set up time with interval of 1 milisecond
void timer_isr()
{
key_debounce_timer ++;
}

只看该作者 · 2011-10-25 09:48

感谢YXWSZ的发帖，给出了一种按键检测的思路和代码。但仍感觉没有从软件系统角度回答我最初的问题。再次明确一下我的问题：请大家从基于裸机编程（即常说的前后台软件系统架构）和基于嵌入式OS两种开发架构方面探讨按键检测程序的开发问题！

只看该作者 · 2011-10-25 22:42

如果是裸机编程，就是使用我前面贴的那种代码，把按键扫描放到程序主循环里面去执行就可以了；

从系统应用程序（比如基于LINUX, WINDOW CE）的角度来看，应用程序不应该去处理这些按键扫描任务，这些事情应该由驱动程序去实现；如果是使用这类系统，建议是如果应用处理器没有按键扫描模块，就外加一个按键处理芯片或者MCU，专门做按键扫描及处理。

只看该作者 · 2012-5-18 20:38

学习了呵呵最近也在考虑这个问题

只看该作者 · 2012-5-19 12:56

根据楼主的描述，楼主的程序片段有可能阻塞调用它的上下文，如果在前后台系统中，函数片在主应用程序中被调用，中断例程可以被正常执行，而主应用程序会一直阻塞，至于能不能用这段程序主要还是要结合应用场景。如果系统部署了嵌入式操作系统的话，程序片段出现在线程中的话要注意线程采用的调度方式，比如在基于优先级的调度系统中，它会阻塞其他低优先级的线程，如果是基于时间片轮转的话，当进程的时间片到了OS也会强制进程释放CPU从而使其他优先级更低的进程得到CPU时间。具体采用什么做法需要结合你的应用场景，你的系统环境如硬件、OS等具体考虑，而且始终需要关注程序在何种上下文被调用

只看该作者 · 2012-5-22 12:47

最简单的方法，就是在while中加入Delay(x);,当然这个函数一定要是系统延时，不能由for构成的。

#define K1 P0_4
#define K2 P0_5
uchar KeyScan(void)
{
  if(K1 == 0)
  {
Delay(100);
if(K1 == 0)
{
   while(!K1)Delay(10);
   return(1);
}
  };
  if(K2 == 0)
  {
Delay(100);
if(K2 == 0)
{
   while(!K2)Delay(10);
   return(2);
}
  };
  return(0);
}

只看该作者 · 2013-3-8 10:51

感谢大家所有的回复，尤其是madcool的回答真的让我获益匪浅。再次感谢大家！

只看该作者 · 2013-3-9 16:53

直接在OS的节拍中断(TICK)例程中扫描按键。

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