2.1 裸机系统
2.1.1 轮询系统
轮询系统即是在裸机编程的时候,先初始化好相关的硬件,然后让主程序在一个死循环里面不断循环,顺序地做各种事情。
任务少的时候比较好,但是增加了按键,可能会导致不及时。
int main(void)
{
/* 硬件相关初始化 */
HardWareInit();
/* 无限循环 */
for (;;) {
/* 处理事情 1 */
DoSomething1();
/* 处理事情 2 */
DoSomething2();
/* 处理事情 3 */
DoSomething3();
}
}
2.1.2 前后台系统
相比轮询系统,前后台系统是在轮询系统的基础上加入了中断。外部事件的响应在中断里面完成,事件的处理还是回到轮询系统中完成,中断在这里我们称为前台, main 函数里面的无限循环我们称为后台,
int flag1 = 0;
int flag2 = 0;
int flag3 = 0;
int main(void)
{
/* 硬件相关初始化 */
HardWareInit();
/* 无限循环 */
for (;;) {
/* 处理事情 1 */
DoSomething1();
/* 处理事情 2 */
DoSomething2();
/* 处理事情 3 */
DoSomething3();
}
}
void ISR1(void)
{
/* 置位标志位 */
flag1 = 1;
/* 如果事件处理时间很短,则在中断里面处理
如果事件处理时间比较长,在回到前台处理 */
DoSomething1();
}
void ISR2(void)
{
/* 置位标志位 */
flag2 = 1;
/* 如果事件处理时间很短,则在中断里面处理
如果事件处理时间比较长,在回到前台处理 */
DoSomething2();
}
void ISR3(void)
{
/* 置位标志位 */
flag3 = 1;
/* 如果事件处理时间很短,则在中断里面处理
如果事件处理时间比较长,在回到前台处理 */
DoSomething2();
}
加入中断提高了系统的相应能力。比如有按键来可以技术去处理按键。
2.2 多任务系统
相比前后台系统,多任务系统的事件响应也是在中断中完成的,但是事件的处理是在任务中完成的。在多任务系统中, 任务跟中断一样,也具有优先级,优先级高的任务会被优先执行。当一个紧急的事件在中断被标记之后,如果事件对应的任务的优先级足够高,就会立马得到响应。相比前后台系统,多任务系统的实时性又被提高了。
int flag1 = 0;
int flag2 = 0;
int flag3 = 0;
int main(void)
{
/* 硬件相关初始化 */
HardWareInit();
/* OS 初始化 */
RTOSInit();
/* OS 启动,开始多任务调度,不再返回 */
RTOSStart();
}
void ISR1(void)
{
/* 置位标志位 */
flag1 = 1;
}
void ISR2(void)
{
/* 置位标志位 */
flag2 = 1;
}
void ISR3(void)
{
/* 置位标志位 */
flag3 = 1;
}
void DoSomething1(void)
{
/* 无限循环,不能返回 */
for (;;) {
/* 任务实体 */
if (flag1) {
}
}
}
void DoSomething2(void)
{
/* 无限循环,不能返回 */
for (;;) {
/* 任务实体 */
if (flag2) {
}
}
}
void DoSomething3(void)
{
/* 无限循环,不能返回 */
for (;;) {
/* 任务实体 */
if (flag2) {
}
}
}
相比前后台系统中后台顺序执行的程序主体,在多任务系统中,根据程序的功能,我们把这个程序主体分割成一个个独立的,无限循环且不能返回的小程序,这个小程序我们称之为任务。每个任务都是独立的,互不干扰的,且具备自身的优先级,它由操作系统调度管理。
加入操作系统后,我们在编程的时候不需要精心地去设计程序的执行流,不用担心每个功能模块之间是否存在干扰。加入了操作系统,我们的编程反而变得简单了。整个系统随之带来的额外开销就是操作系统占据的那一丁点的 FLASH 和 RAM。
无论是裸机系统中的轮询系统、前后台系统和多任务系统,我们不能一锤子的敲定孰优孰劣,它们是不同时代的产物,在各自的领域都还有相当大的应用价值,只有合适才是最好。
模型 | 事件响应 | 事件处理 | 特点 |
---|---|---|---|
轮询系统 | 主程序 | 主程序 | 轮询响应事件,轮询处理事件 |
前后台系统 | 中断 | 主程序 | 实时响应事件,轮询处理事件 |
多任务系统 | 中断 | 任务 | 实时响应事件,实时处理事件 |