STM32 简单多任务调度

只看该作者 · 2015-3-28 10:51

STM32的开发目前大多数还开处于“裸奔”的阶段，处于开发成本的考虑，可能还未嵌入任何的RTOS系统，由于没有操作系统的支持，因而不能方便的对多任务进行调度和管理，在main函数中你可能会写成如下方式：

int main(void)
{
while (1)
{
Task1(); // 调用任务1
Task2(); // 调用任务2
}
}

但简单这样写的话会存在一个问题，假如任务1是一个很紧急的任务，如AD采样任务，需要不断的去执行，而任务2是一个不太紧急的任务，只要保证一段时间执行一次就行（如控制LED灯闪烁，只需要每1s钟闪烁一次），这样的话一是频繁的调用任务2占用了任务1执行的时间，二是任务2根本不需要这样频繁的执行，白白耗费了CPU的处理。因此可以考虑实现一个调度策略来解决这个问题。对于每个任务，我们可以定义这样一个结构：

[cpp] view plaincopy

typedef struct{
void (*fTask)(void);
int64u uNextTick;
int32u uLenTick;
}sTask;

其中fTask为任务指针，指向具体的任务，uNextTick为该任务下一次执行的时间，uLenTick为任务的调度周期或叫调度频率，即每隔多长时间执行一次。

按照这个结构，可以预先定义一个结构体数组，然后将要调用的任务和任务的调度时间按照如下方式罗列出来：

[cpp] view plaincopy

// 任务列表
static sTask mTaskTab[] =
{
{Task_SysTick, 0, 0}
,{Task1, 0, 10} // 10ms执行一次
,{Task2, 0, 200} // 200ms执行一次
};

其中第一个任务Task_SysTick为计算系统时间的任务，用以获取上电后运行的时间（Task_SysTick任务相关代码附在**后面）。这里默认任务下一次执行的时间为0，在main函数中，不断的轮询这个数组，然后将当前任务的下一次调用时间和当前时间比较，如果发现轮到该任务执行，就执行该任务，执行完成后，将该任务的下一次执行时间设为当前时间加任务的调度时间，然后按照此方法去执行下一个需要执行的任务，代码如下：

[cpp] view plaincopy

while (1)
{
// 任务循环
for (i = 0; i < ARRAYSIZE(mTaskTab); i++)
{
if (mTaskTab.uNextTick <= GetTimingTick())
{
mTaskTab.uNextTick += mTaskTab.uLenTick;
mTaskTab.fTask();
}
}
}

      这样，就可以对多个任务做一个简单的调度，以后添加任务时只需要在mTaskTab表中添加即可，需要强调的是，由于执行每个任务也需要耗费时间，就会导致一个任务的实际调度周期可能会比设定的调度周期要长，这样会存在时间不准的情况，当然这仅仅是适合于对轮询周期不是很严格的任务，如果想要任务在严格的时间周期内执行或者需要更精确的时间处理，则必须采用定时器的方式了。
附：
      完整的main文件代码：
[cpp] view plaincopy

#ifndef ARRAYSIZE
#define ARRAYSIZE(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))
#endif

// 任务结构
typedef struct{
   void (*fTask)(void);
   u64 uNextTick;
   u32 uLenTick;
}sTask;


// 任务列表
static sTask mTaskTab[] =
{
   {Task_SysTick, 0, 0}
,{Task1,          0, 10} // 10ms执行一次
,{Task2,          0, 200}  // 200ms执行一次

// 在这之前添加任务
};

/*******************************************************************************
* Function Name  : main
* Description : Main program.
* Input       : None
* Output       : None
* Return       : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
int i = 0;
// 硬件初始化
HW_init();
// 初始化系统Tick任务
dev_SysTick_init(void);
// ...
while (1)
{
      // 任务循环
      for (i = 0; i < ARRAYSIZE(mTaskTab); i++)
      {
         if (mTaskTab.uNextTick <= GetTimingTick())
         {
            mTaskTab.uNextTick += mTaskTab.uLenTick;
            mTaskTab.fTask();
         }
      }
}

}

Task_SysTick任务相关代码：
[cpp] view plaincopy

volatile int64u g_TimingTick = 0;
volatile int64u g_TimingTickOld = 0;

//=================================================================================================
//【函数名称】 void dev_SysTick_init(void)
//【参    数】
//【功    能】初始化
//【返回  值】 None
//【创建  者】 2010-07-27 firehood
//=================================================================================================
void dev_SysTick_init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 36000-1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_SetCounter(TIM2, 0);

/* TIM enable counter */
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

//=================================================================================================
//【函数名称】 void GetTimingTick(void)
//【参    数】
//【功    能】获取MCU启动后的运行时间
//【返回  值】 MCU启动后的运行时间，单位ms
//【创建  者】 2010-07-27 firehood
//=================================================================================================
int64u GetTimingTick(void)
{
return g_TimingTick;
}

//=================================================================================================
//【函数名称】 void Task_SysTick(void)
//【参    数】
//【功    能】 Tick任务，从TIM2获取系统时间
//【返回  值】 None
//【创建  者】 2010-07-27 firehood
//=================================================================================================
void Task_SysTick(void)
{
int16u temp = TIM_GetCounter(TIM2);

if (temp > 1000)
{
      TIM_SetCounter(TIM2, 0);
      g_TimingTickOld = g_TimingTickOld + temp;
      temp = 0;
}
g_TimingTick = g_TimingTickOld + temp;
}