本节主要内容有四大个关键词:1ms,互斥量,volatile,switch。 (1)1ms。把定时中断设置为1ms中断一次,几乎是单片机界公认的“标配”。这个1 ms是系统时间的节拍来源,有了1ms“标配”意识,你的程序在不同单片机平台上移植的时候会得心应手运用自如。 (2) 互斥量。“主函数”与“定时中断函数”,本质上是两个独立进程在不断切换并行运行,两个进程之间不断切换,就会涉及到数据的安全保护,数据的安全保护主要是针对多字节的变量,比如int类型(2个字节),long类型(4个字节)。但是单字节的char变量不用额外保护,因为“字节”是变量中的最小单位(在不考虑“位”的情况下),这里的“最小单位不可分”就像“原子是最小单位不可分”一样,因此也有很多前辈把“互斥量”称为“原子锁”。为什么要用互斥量?因为,在多个线程同时访问同一个全局变量的时候,如果双方都是“读操作”,则不会出现问题,但是,如果双方都是“既有写操作也有读操作”的情况下,比如,我在主函数里正在修改(写操作)一个unsigned int类型的变量,unsigned int类型的变量占用2个字节,在更改数据的时候至少需要2条指令,当我刚执行完第1条指令还没来得及执行第2指令的时候,突然来了一个定时中断,并且在定时中断函数里也对这个变量进行了修改(写操作)并且还进行了读取判断操作,这个瞬间就可能给程序带来了隐患。话说回来,互斥量到底有没有必要,其实还是有点争议的,我曾经为这个问题纠结过很久,毕竟,如果不用互斥量,这么微观的隐患到底存不存在,目前很难做一个“让故障重现”的实验去证明,最后,我是本着“宁可信其有不可信其无”的态度,把互斥量应用在了我的工作中。 (3) volatile。volatile是一个前缀的修饰关键词,也是用来保护主函数与中断函数共用的全局变量的,只不过,volatile是针对C编译器的,预防“C编译器在优化代码的时候误伤一些重要的共享数据”,就像预防杀毒软件用力过猛把一些合法软件当作病毒而误杀。加了volatile修饰的全局变量,就能提醒C编译器不要对这类特殊变量擅作主张去优化。 (4) switch。switch是“非阻塞程序框架”的核心语句,在以switch为核心的框架下,进行不同步骤之间的程序跳转,是做大型裸机程序的常态。 【86.2 主函数与定时中断函数的程序框架。】 主函数与定时中断函数之间相互配合,主函数负责做什么,中断函数负责做什么,对于初学者来说可能是一头雾水,但是对于像我这种在单片机界深耕多年即将修炼成精的工程师来说,我心中是有很清晰的模板和套路的,这种模板和套路是经过多年沉淀下来的经验。比如,定时中断函数尽量放一些精简的计时器代码,一般不调用函数,但是“输入IO口的消抖动”(按键扫描)以及“蜂鸣器鸣叫”这两类特殊函数我是喜欢破例放在定时中断函数里调用的。定时中断如何产生时间,这个时间如何跟主函数关联起来,请看下面的框架代码: volatile unsigned char vGu8TimeFlag=0; //互斥量变量标志 volatile unsigned int vGu16TimeCnt=0; //计时器变量 void main() { vGu8TimeFlag=0; //在“写操作”vGu16TimeCnt全局变量之前,互斥量vGu8TimeFlag的“加锁” vGu16TimeCnt=1000; //全局变量的赋值,就是“写操作” vGu8TimeFlag=1; //互斥量vGu8TimeFlag的“解锁”。同时也起到“启动计时器”的开关作用 while(1) //主循环 { if(0==vGu16TimeCnt) //时间变量为0则表示时间到了 { ...在这里执行具体的功能代码 } } } void T0_time() interrupt 1 //每1ms中断一次的定时中断函数 { if(1==vGu8TimeFlag&&vGu16TimeCnt>0) //判断vGu8TimeFlag是否等于1,就是互斥量的判断。 { vGu16TimeCnt--; //“自减一”的操作 } } 分析:上述代码中,vGu8TimeFlag是一箭双雕,既起到互斥量的作用,也起到了计数器vGu16TimeCnt开始计时的启动开关作用。
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