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自用纯C语言实现任务调度(可用于STM32、C51等单片机)(一)
2023-07-23 13:26:58 】 浏览:41
Tags:任务调 STM32 C51 单片机

前言

??这个任务调度模块的实现是形成于毕设项目中的,用在STM32中,断断续续跨度2个月实现了一些基本功能,可能后面再做其他项目时会一点点完善起来,也会多学习相关知识来强化模块的实用性和高效性,毕竟用自己自主实现出来的功能还是蛮舒心的。

任务调度模式结构

??整体上的结构属于线性结构,结合链表定时器来实现,我使用的是sysTick这个滴答时钟,1ms的频率,功能比较简单,容易理解。

分片

??分片的模式,主要体现在函数分片时间分片在我之前就有使用在函数中,主要的思路是,把函数功能切片,分为几个小部分,每次执行时按次序执行小部分,对于没有时序要求的函数来说,可以把一个占用CPU大的功能分摊开来实现,从而避免有些地方耗时长的问题。对于时间分片,其实就是定时器的一种应用,实际上,函数分片在执行的时候已经是一种时间分片了,不过现在加上人为的控制在里面了。
??下面是函数分片的一般结构:

void func(char *fos,...){
    static char step=0;//顺序控制变量,自由度比较高,可乱序,可循环,可延迟执行
    switch(step){
        case 0:{
            //...
            step++;
            break;
        }
        case 1:{
            //...
            step++;
            break;
        }
        //...
        default:{
            //step++;//可以借助default实现延时的效果,即跳过几次空白step
            break;
        }

    }
    return;
}

其中添加的参数变量*fos必要的,因为就是通过传入每个任务的这个标志位来判断是否运行结束,而其他的参数,就得基于具体任务做不一样的处理了。

轮询

  • 运行框图

??可以看到这个框图是一个头尾相连闭环结构,从头节点依次运行到尾节点后再从头循环往复执行下去。

  • 轮询函数
void loop_task(void){
	static Task_Obj *tasknode;
	
	tasknode=task_curnode->next;//repoint the curnode to the next
	if(tasknode==NULL){//tasknode is null,only the headnode have the attr
		return;//express the task space is none
	}
	else if(tasknode->task_type==TYPE_HEAD){//tasknode is headnode
		task_curnode=tasknode;
		return;
	}
	else{
		if(tasknode->run_type == RUN_WAIT){
            //等待型任务,通过ready标志来确定是否执行,否则就跳过
			if(!tasknode->ready){
				if(task_curnode->next !=NULL){
					task_curnode=task_curnode->next;
					return;
				}
			}
		}
		if(tasknode->task_status==STATUS_INIT){

			tasknode->tickstart=HAL_GetTick();//获取tick
			tasknode->task_status=STATUS_RUN;

		}
		else if(tasknode->task_status==STATUS_RUN){
			if((HAL_GetTick() - tasknode->tickstart) > (uint32_t)tasknode->task_tick){
				tasknode->task_name(&(tasknode->task_fos));//run the step task,transfer the fos
				tasknode->tickstart+=(uint32_t)tasknode->task_tick;//update the tickstart
			}
		}
		
	}
	if(tasknode->task_fos==FOS_FLAG){
		
		tasknode->ready=0;
		if(tasknode->waittask!=NULL){
            //置位该任务绑定的等待的任务准备运行标志位,标识可以准备运行了
			tasknode->waittask->ready=1;
		}
        //运行结束就删掉该任务
		delete_task(tasknode);
	}
	else if(tasknode->task_fos==FOC_FLAG){
        //循环运行该任务
		tasknode->task_status=STATUS_INIT;//continue running from start
		tasknode->task_fos=0;//RESET fos
		
	}
	if(task_curnode->next !=NULL){
		if(task_curnode->next->run_type==RUN_FORCE) return;//force-type's task
		
		else task_curnode=task_curnode->next;
		
	}
	

}

其中有几个运行态和标志位

#define FOS_FLAG 99//运行结束标志
#define FOC_FLAG 100//运行结束后再次执行,相当于循环运行
#define TYPE_NOMAL 0//标识一般任务类型
#define TYPE_HEAD 1//标识头任务类型
#define TYPE_END 2//标识尾任务类型
#define RUN_NORMAL 0//一般轮询模式
#define RUN_FORCE 1//强制运行该任务,运行结束才继续下一个任务
#define RUN_WAIT 2//等待指定的任务结束,才可以被运行
#define STATUS_INIT 0//任务的准备阶段,用于获取起始时间
#define STATUS_RUN 1//任务运行阶段
#define STATUS_UNVAILED 2//无效状态

运行时对时间间隔tick的把握还有点问题,这个等待后面有机会优化下。

现添加如下代码优化执行间隔的问题 @6.12

void loop_add_tick(void){
	char i;
	Task_Obj *tasknode;
	tasknode = &task_headnode;
	for(i = 0;i<task_num;i++){
		tasknode = tasknode->next;
		if(tasknode->task_status == STATUS_RUN)
			tasknode->tickcnt++;
	}
}

把这段代码放在Systick中断函数中,然后修改循环调度函数中的判断执行间隔的地方。这种方式的好处是可以精细化到每一个任务的执行间隔,而不是之前只在一

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