单片机多任务处理方案

屈育成 2019-09-13 9595

电子说

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描述

　　单片机只有一个CPU，一次只能执行一条指令，要处理多任务，相当于多个任务同时执行，只有靠分时。

　　如果没有实时操作系统，自己做多任务处理很难的。

　　如果是采集通信数据处理输入输出这样的常规任务，可以采用中断方式，中断服务程序处理实时任务，分析计算等任务放入主程序中。

　　多任务协调，可用状态自动机模型处理。

　　普通单片机内部只有一个核，只能顺序执行指令，同一时刻不能并行执行多条指令。

　　所谓的多任务，也是分时执行实现的。只是任务切换的非常快，人感觉不满任务的切换，像同时执行一样。

　　单片机要执行多任务，可以使用中断的方式，也可以使用操作系统，目前有一些适用于单片机的小型操作系统。

　　单个核心不可能真正同时处理两个任务。一般来说，单片机主要是处理外设中断，产生中断的时候，主循环是停止执行的，实际上是分时处理。如果要处理多个任务，最简单的是用实时系统RTOS，创建多个任务即可，还可以定义优先级。如果要做到真正意义上的同时处理，就要用多核芯片。裸机系统可用片内定时器产生中断来切换任务。

　　首先、单片机多任务处理方案有哪些？

　　1、采用实时操作系统rtos

　　也是我们所说的实时操作系统，rtos本身已经实现了多任务调度算法，我们不在关心如何调度的问题，我们只需要根据rtos的api来创建多任务即可。常见的rtos有freertos，uc/OS，华为liteOS，t-thread等等。

　　2、采用有限状态机（State Machine）

　　也可通过一幅简单的示意图（也叫「状态转移图」）表示出来：

　　在单片机程序设计中，如果一个系统需要处理一系列连续发生的任务，或在不同的模式下对输入进行不同的处理，常常使用有限状态机实现。例如测量、监测、控制等控制逻辑型应用。

　　其次、如何选择单片机多任务调度方案

　　和rtos相比，状态机占用的系统资源少，省去了系统调度定时器，没有rtos占用的内存也少了，但是需要程序人员来完成多任务调度。

　　从上面可以看出，如果单片机资源很有限，多任务逻辑又比较简单，建议选择状态机方法。如果多任务很复杂，功能比较多，单片机功能比较强，rtos占用的资源可以忽略不计，那就可以考虑采用rtos来完成。采用rtos可以比较容易的实现模块化设计。但是rtos需要注意的是多任务间的优先级和多任务间的通信问题。

　　最后、单片机多任务如何选择？

　　对于大部分编程来说其实一般的状态机就够了，小编也曾经十分推崇rtos，但是到后来发现，其实越是逻辑简单，程序越是容易编写，出错的概率越小。大道至简，小编现在大部分程序都是裸奔了，当然小编自创的异步编程也是相当的便利。

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