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 |
