單片機(jī)裸編思考之消除軟件延時(shí)

聽了一次培訓(xùn)課-高質(zhì)量C編程，受益匪淺。聽過(guò)那次培訓(xùn)，我就在想，怎么形成一種自己的編程風(fēng)格，怎么有一個(gè)自己的裸編架構(gòu)？

通過(guò)自己查閱書籍、資料、相關(guān)帖子，有一些收獲，現(xiàn)記錄如下，以便查閱。

單片機(jī)的編程風(fēng)格，我不想做過(guò)多的談?wù)?，只要代碼清晰，便于閱讀，適合自己即可。推薦一本書-----編程匠藝之編寫卓越的代碼，很不錯(cuò)。

單片機(jī)裸編架構(gòu)，這個(gè)是新手往往最容易忽略的問(wèn)題。因?yàn)樾率謩傞_始只是注重C語(yǔ)法，單片機(jī)模塊使用，等等。無(wú)可厚非，這些都是大廈的基石，沒(méi)有這些，也無(wú)從討論架構(gòu)。

所有的新手都是從如下架構(gòu)開始，其中的函數(shù)都是阻塞式方式：

main()

{

/****初始化函數(shù)*****/

................................

while(1)

{

task1();

task2();

......

}
}

當(dāng)然這種架構(gòu)是最簡(jiǎn)單，也是最容易理解的。因?yàn)閷?duì)于入門的學(xué)員來(lái)說(shuō)，無(wú)非是點(diǎn)亮一個(gè)LED，閃爍，點(diǎn)亮數(shù)碼管，等簡(jiǎn)單的任務(wù)，任務(wù)不多，實(shí)時(shí)要求又很低，所以這種架構(gòu)基本都能應(yīng)付。

假如我有三個(gè)任務(wù)，task1()，task2()，task3()，task3()是對(duì)于上位機(jī)的回應(yīng)，對(duì)于時(shí)間上有要求。task1()是LED燈的閃爍，task2()是按鍵檢測(cè)。我們一般都是利用軟件延時(shí)函數(shù)delay_ms來(lái)做燈閃爍的延時(shí)和按鍵消抖，這中就是阻塞式方式。由于task3()是對(duì)于上位機(jī)的應(yīng)答，什么時(shí)候上位機(jī)來(lái)數(shù)據(jù)，不能確定，還要及時(shí)作出回應(yīng)，最壞的情況是開開始執(zhí)行task1()，上位機(jī)數(shù)據(jù)就來(lái)了，作出回應(yīng)的時(shí)間為燈閃爍延時(shí)+按鍵消抖延時(shí)，都是ms級(jí)（代碼執(zhí)行時(shí)間可忽略），我們不能忍受。怎么辦呢？我認(rèn)為最好的辦法就是在執(zhí)行一些無(wú)用的延時(shí)指令的時(shí)候把控制權(quán)釋放掉，讓其他任務(wù)執(zhí)行。下面是我思考的方法：

對(duì)于按鍵：

方案1：把按鍵采集函數(shù)放到定時(shí)器中斷里，這樣就不需要延時(shí)了。

方案2：先做一個(gè)軟件定時(shí)器或者叫軟件延時(shí)器，當(dāng)然是基于硬件定期實(shí)現(xiàn)的，按鍵函數(shù)在延時(shí)的時(shí)候不斷查詢標(biāo)志位。如果這樣做，按鍵函數(shù)必須經(jīng)過(guò)改造，它要具有如下功能：能夠主動(dòng)退出，并在下次調(diào)用時(shí)間能夠從上次的退出點(diǎn)執(zhí)行。有人說(shuō)這不就是操作系統(tǒng)才能時(shí)間的功能嗎，時(shí)間任務(wù)調(diào)度？我們可用協(xié)程的方法來(lái)模擬操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度。具體實(shí)現(xiàn)方法用C語(yǔ)言的switch語(yǔ)法或者GNU的&&語(yǔ)法。偽代碼歷程如下：

unsigend char state=0;

unsigend chari=0;

unsigend charkey_value_read_last=常態(tài);//上次值，常態(tài)及無(wú)動(dòng)作值

unsigend charkey_value_read_current=常態(tài);//當(dāng)前值

unsigend charkey_value_user_last=常態(tài);//上次值

unsigend charkey_value_user_current=常態(tài);//當(dāng)前值

void KEY(void)

{

#deifne KEY_READ_TIMES10

switch(state)

{

case 0:

key_value_read_current=KEY_IO;

i++;

state++;

啟動(dòng)軟件定時(shí)器；

if(key_value_read_last !=key_value_read_current)//消抖

{

key_value_read_last =key_value_read_current;

i=0;

break;

}

if(i>=KEY_READ_TIMES)//獲取按鍵值

{

i=0;

if(key_value_read_current!=key_value_user_last)

{

key_value_user_last=key_value_read_current;//防止用戶未松開按鍵，按鍵一直有效(無(wú)須做按鍵松開檢測(cè))

if(key_value_user_current !=常態(tài))key_value_user_current=key_value_read_current;//需用戶清除標(biāo)志位

}

}

break;

case 1:

if(軟件定時(shí)器有效)

{

軟件定時(shí)器標(biāo)志清零；

state=0;
}

break;

}

}

void KEY_USER(void)

{

if(key_value_user_current != 常態(tài))

{

key_value_user_current= 常態(tài);//清除標(biāo)志位

//用戶代碼

}

}

上面的例子，就是一個(gè)按鍵函數(shù)改后的例子，由于沒(méi)有用戶棧的概念，所以函數(shù)不能保存局部變量，要么定義為static，要么用全局的，根據(jù)面向?qū)ο蟮乃悸罚寻存I函數(shù)的數(shù)據(jù)封裝為一個(gè)struct。

LDE函數(shù)也一樣。通過(guò)上面的例子我們發(fā)現(xiàn)，在裸編的時(shí)候，我們主要任務(wù)是消除任務(wù)里的延時(shí)等待，或者一個(gè)任務(wù)分解為幾個(gè)小的任務(wù)，每當(dāng)完成一小步，就主動(dòng)釋放控制權(quán)，等待下載調(diào)用，直到完成這個(gè)任務(wù)。