单片机大致应用程序的架构有三种：

  1. 简单的前后台顺序执行程序，这类写法是大多数人使用的方法，不需用思考程序的具体架构，直接通过执行顺序编写应用程序即可。
  2. 时间片轮询法，此方法是介于顺序执行与操作系统之间的一种方法。
  3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。

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：

代 码

  1. #define TASK_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。
  2. uint16  TaskCount[TASK_NUM] ;           //  这里为三个任务定义三个变量来存放定时值
  3. 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。
  1. 在定时器中断服务函数中添加：

代 码

  1. /**
  2. • FunctionName : TimerInterrupt()
  3. • Description : 定时中断服务函数
  4. • EntryParameter : None
  5. • ReturnValue : None
  6. **/
  7. void TimerInterrupt(void)
  8. {
  9.     uint8 i;
  10.     for (i=0; i<TASKS_NUM; i++)
  11.     {
  12.         if (TaskCount[i])
  13.         {
  14.             TaskCount[i]--;
  15.             if (TaskCount[i] == 0)
  16.             {
  17.                 TaskMark[i] = 0x01;
  18.             }
  19.         }
  20.     }
  21. }

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。

  1. 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：

代 码

  1. TaskCount[0] = 20;       // 延时20ms
  2. TaskMark[0]  = 0x00;     // 启动此任务的定时器

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：
代 码

  1. // 任务结构
  2. typedef struct _TASK_COMPONENTS
  3. {
  4.     uint8 Run;                 // 程序运行标记：0-不运行，1运行
  5.     uint8 Timer;               // 计时器
  6.     uint8 ItvTime;             // 任务运行间隔时间
  7.     void (*TaskHook)(void);    // 要运行的任务函数
  8. } TASK_COMPONENTS;              // 任务定义

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。

  1. 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，便于移植和理解。

代 码

  1. /**
  2.     • FunctionName   : TaskRemarks()
  3.     • Description    : 任务标志处理
  4.     • EntryParameter : None
  5.     • ReturnValue    : None
  6. **/
  7. void TaskRemarks(void)
  8. {
  9.     uint8 i;
  10.     for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)                   // 逐个任务时间处理
  11.     {
  12.         if (TaskComps[i].Timer)                   // 时间不为0
  13.         {
  14.             TaskComps[i].Timer--;                 // 减去一个节拍
  15.             if (TaskComps[i].Timer == 0)           // 时间减完了
  16.             {
  17.                 TaskComps[i].Timer = TaskComps[i].ItvTime;       // 恢复计时器值，从新下一次
  18.                 TaskComps[i].Run = 1;           // 任务可以运行
  19.             }
  20.         }
  21.     }
  22. }

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？

  1. 任务处理：

代 码

  1. /**
  2.     • FunctionName   : TaskProcess()
  3.     • Description    : 任务处理
  4.     • EntryParameter : None
  5.     • ReturnValue    : None
  6. **/
  7. void TaskProcess(void)
  8. {
  9.     uint8 i;
  10.     for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)                   // 逐个任务时间处理
  11.     {
  12.         if (TaskComps[i].Run)                   // 时间不为0
  13.         {
  14.             TaskComps[i].TaskHook();             // 运行任务
  15.             TaskComps[i].Run = 0;                  // 标志清0
  16.         }
  17.     }
  18. }

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：

代 码

  1. /**
  2.     • Variable definition
  3. **/
  4. static TASK_COMPONENTS TaskComps[] =
  5. {
  6.     {0, 60, 60, TaskDisplayClock},            // 显示时钟
  7.     {0, 20, 20, TaskKeySan},                     // 按键扫描
  8.     {0, 30, 30, TaskDispStatus},              // 显示工作状态
  9.     // 这里添加你的任务。。。。
  10. };

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，每1s执行一下时钟显示，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。

  1. 任务列表：
    代 码

    1. // 任务清单
    2. typedef enum _TASK_LIST
    3. {
    4.  TAST_DISP_CLOCK,            // 显示时钟
    5.  TAST_KEY_SAN,             // 按键扫描
    6.  TASK_DISP_WS,             // 工作状态显示
    7.  // 这里添加你的任务。。。。
    8.  TASKS_MAX                                           // 总的可供分配的定时任务数目
    9. } TASK_LIST;

    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。

  2. 编写任务函数：
    代 码

    1. /**
    2. • FunctionName   : TaskDisplayClock()
    3. • Description    : 显示任务
    4. • EntryParameter : None
    5. • ReturnValue    : None
    6. **/
    7. void TaskDisplayClock(void)
    8. {
    9. }
    10. /**
    11. • FunctionName   : TaskKeySan()
    12. • Description    : 扫描任务
    13. • EntryParameter : None
    14. • ReturnValue    : None
    15. **/
    16. void TaskKeySan(void)
    17. {
    18. }
    19. /**
    20. • FunctionName   : TaskDispStatus()
    21. • Description    : 工作状态显示
    22. • EntryParameter : None
    23. • ReturnValue    : None
    24. **/
    25. void TaskDispStatus(void)
    26. {
    27. }
    28. // 这里添加其他任务。。。。。。。。。

    现在你就可以根据自己的需要编写任务了。

  3. 主函数：
    代 码

    1. /**
    2. • FunctionName   : main()
    3. • Description    : 主函数
    4. • EntryParameter : None
    5. • ReturnValue    : None
    6. **/
    7. int main(void)
    8. {
    9.  InitSys();                  // 初始化
    10.  while (1)
    11.  {
    12.      TaskProcess();             // 任务处理
    13.  }
    14. }

    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？

不防试试把，看看任务之间是不是相互并不干扰？并行运行呢？当然重要的是，还需要，注意任务之间进行数据传递时，需要采用全局变量，除此之外还需要注意划分任务以及任务的执行时间，在编写任务时，尽量让任务尽快执行完成。

吴坚鸿