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, u( b: ?- X- E: R工作中经过摸索实验，总结出单片机大致应用程序的架构有三种：
) |* z" H5 [( K! {9 b2 R7 v1. 简单的前后台顺序执行程序，这类写法是大多数人使用的方法，不需用思考程序的具体架构，直接通过执行顺序编写应用程序即可。

' t" P' [# x: T2. 时间片轮询法，此方法是介于顺序执行与操作系统之间的一种方法。

3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。
5 s& B& y; W" }  ^/ G
下面就分别谈谈这三种方法的利弊和适应范围等。
' g* o. G% p  T- x9 X一、顺序执行法
这种方法，这应用程序比较简单，实时性，并行性要求不太高的情况下是不错的方法，程序设计简单，思路比较清晰。但是当应用程序比较复杂的时候，如果没有一个完整的流程图，恐怕别人很难看懂程序的运行状态，而且随着程序功能的增加，编写应用程序的工程师的大脑也开始混乱。即不利于升级维护，也不利于代码优化。本人写个几个比较复杂一点的应用程序，刚开始就是使用此法，最终虽然能够实现功能，但是自己的思维一直处于混乱状态。导致程序一直不能让自己满意。

这种方法大多数人都会采用，而且我们接受的教育也基本都是使用此法。对于我们这些基本没有学习过数据结构，程序架构的单片机工程师来说，无疑很难在应用程序的设计上有一个很大的提高，也导致了不同工程师编写的应用程序很难相互利于和学习。
* e! y, w- H4 E1 j. j7 ?
本人建议，如果喜欢使用此法的网友，如果编写比较复杂的应用程序，一定要先理清头脑，设计好完整的流程图再编写程序，否则后果很严重。当然应该程序本身很简单，此法还是一个非常必须的选择。
" L. T7 w6 Y! K8 v! `. c& W& i
, _! s( F1 S  j6 G3 p( R" p+ u下面就写一个顺序执行的程序模型，方便和下面两种方法对比：
& N8 |, @9 \) g, s6 A/ J
代 码
: r. W4 C9 m7 n9 [* l$ n. B! W6 _/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
) y' R3 b8 `2 e) B6 V, m* Description    : 主函数
* EntryParameter : None
  {1 C& P  F8 x  M. f5 s* ReturnValue    : None
' }2 W- p8 g6 C2 b**************************************************************************************/
int main(void)
, I+ |8 h4 D. S  i& n{
    uint8 keyValue;
1 q7 g# C6 L, I9 S) V; g% c! Y( o# I8 o
! P) |7 ?1 A, M    InitSys();                  // 初始化
/ W* G# {# J+ c$ d" r6 E7 d8 q# U
0 O8 v5 R6 u9 e: V- f2 ]    while (1)
  ]. r2 o, h9 z: `/ l    {
        TaskDisplayClock();
        keyValue = TaskKeySan();
        switch (keyValue)
9 |* \7 \3 s, R       {
            case x: TaskDispStatus(); break;
. b7 k3 o8 v6 o" V1 Q, k            ...
1 g# F# m  F0 ?9 x/ J3 L3 i. [( L            default: break;
- Q& r+ D0 J& `3 s% i! I6 z2 n        }
. B0 P) _4 v* N9 t% h    }
# h, ^5 W  U- L}

二、时间片轮询法
时间片轮询法，在很多书籍中有提到，而且有很多时候都是与操作系统一起出现，也就是说很多时候是操作系统中使用了这一方法。不过我们这里要说的这个时间片轮询法并不是挂在操作系统下，而是在前后台程序中使用此法。也是本贴要详细说明和介绍的方法。

0 q3 v: W) {8 i) d, E% C- @对于时间片轮询法，虽然有不少书籍都有介绍，但大多说得并不系统，只是提提概念而已。下面本人将详细介绍这种模式，并参考别人的代码建立的一个时间片轮询架构程序的方法，我想将给初学者有一定的借鉴性。
$ Z- e6 h4 a' S/ ^  ?# k3 p
" t: n' L, o) p: S* s在这里我们先介绍一下定时器的复用功能。

使用1个定时器，可以是任意的定时器，这里不做特殊说明，下面假设有3个任务，那么我们应该做如下工作：
& n: M$ c3 D$ G# Y; m2 I
1 g' p0 l4 r5 }* j, `! ~& t5 B1. 初始化定时器，这里假设定时器的定时中断为1ms(当然你可以改成10ms，这个和操作系统一样，中断过于频繁效率就低，中断太长，实时性差)。
% t4 _& }; O  P$ w. N  F* k
2. 定义一个数值：
) |- O6 D( x6 I' @, r# q代 码
( l+ L1 B1 x/ i5 k0 l" l6 t9 v#define TASK_NUM   (3)                  //  这里定义的任务数为3，表示有三个任务会使用此定时器定时。

uint16 TaskCount[TASK_NUM] ;           //  这里为三个任务定义三个变量来存放定时值
uint8  TaskMark[TASK_NUM];             //  同样对应三个标志位，为0表示时间没到，为1表示定时时间到。


3. 在定时器中断服务函数中添加：
代 码
( H0 m5 x- q" O8 k4 B/**************************************************************************************
* FunctionName : TimerInterrupt()
. q8 ~! D* ?: j2 h! O) E0 l* Description : 定时中断服务函数
* v  c2 @6 r" b, D6 ?* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
4 G5 r8 G8 f: X# r& f! J**************************************************************************************/
7 u8 R- X1 j  h3 Ovoid TimerInterrupt(void)
{
    uint8 i;

# o! T: j7 o+ R' a( g    for (i=0; i<TASKS_NUM; i++)
' F, i, ?- G* w( V3 }* D    {
$ V% n8 k2 }, |; t, x        if (TaskCount)
" I# V6 P, }& i' [3 V- B) _; j: k        {
. r- h1 @4 |& M              TaskCount--;
+ C) l6 r  t) Z6 c! M' d              if (TaskCount == 0)
; u5 f; j" s7 e( `8 r: G              {
7 [+ V' O% v$ F) ^6 U- ?                    TaskMark = 0x01;
              }
* m. [0 c- N6 Z. t) Y) ?        }
4 C8 V8 p3 f/ B   }
}
代码解释：定时中断服务函数，在中断中逐个判断，如果定时值为0了，表示没有使用此定时器或此定时器已经完成定时，不着处理。否则定时器减一，知道为零时，相应标志位值1，表示此任务的定时值到了。
5 \7 E/ F. ^; p( }$ b% Y3 x
4. 在我们的应用程序中，在需要的应用定时的地方添加如下代码，下面就以任务1为例：

: F. d: ?8 s$ W代 码
! z7 }1 d0 f$ UTaskCount[0] = 20;       // 延时20ms
TaskMark[0]  = 0x00;     // 启动此任务的定时器
到此我们只需要在任务中判断TaskMark[0] 是否为0x01即可。其他任务添加相同，至此一个定时器的复用问题就实现了。用需要的朋友可以试试，效果不错哦。。。。。。。。。。。

6 a5 @$ t$ `6 G0 s) E* N通过上面对1个定时器的复用我们可以看出，在等待一个定时的到来的同时我们可以循环判断标志位，同时也可以去执行其他函数。

循环判断标志位：
那么我们可以想想，如果循环判断标志位，是不是就和上面介绍的顺序执行程序是一样的呢？一个大循环，只是这个延时比普通的for循环精确一些，可以实现精确延时。

执行其他函数：
那么如果我们在一个函数延时的时候去执行其他函数，充分利用CPU时间，是不是和操作系统有些类似了呢？但是操作系统的任务管理和切换是非常复杂的。下面我们就将利用此方法架构一直新的应用程序。

6 u0 s  x5 m- }5 l时间片轮询法的架构：

1.设计一个结构体：
: p3 Z  D6 x, G2 b) b( |3 t代 码
2 t1 h) P/ K; |9 W  r* X' }// 任务结构
typedef struct _TASK_COMPONENTS
{
    uint8 Run;                 // 程序运行标记：0-不运行，1运行
    uint8 Timer;              // 计时器
! c: M4 y7 d3 e3 y1 \: g    uint8 ItvTime;              // 任务运行间隔时间
    void (*TaskHook)(void);    // 要运行的任务函数
9 `* X: Z( e! s. P2 q% B} TASK_COMPONENTS;       // 任务定义
这个结构体的设计非常重要，一个用4个参数，注释说的非常详细，这里不在描述。
. `- r' m# l$ u5 Q! q" @8 ]3 d) o
% ~% f! B  s" j8 O! Z6 w/ T  K4 B2. 任务运行标志出来，此函数就相当于中断服务函数，需要在定时器的中断服务函数中调用此函数，这里独立出来，并于移植和理解。
3 y4 A# s" t2 Q: ~+ e代 码
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskRemarks()
6 r/ J: i" D. ]% T# Y+ |* Description    : 任务标志处理
* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskRemarks(void)
! [6 n1 l& U8 }6 }% B% m{
+ n$ T- O+ S( ~3 H- U1 \- O1 ~    uint8 i;
" w/ c( s7 w" X; G. D, F    for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)          // 逐个任务时间处理
    {
         if (TaskComps.Timer)          // 时间不为0
  ~5 Q  I  ^2 O, t: n        {
            TaskComps.Timer--;         // 减去一个节拍
            if (TaskComps.Timer == 0)       // 时间减完了
            {
                 TaskComps.Timer = TaskComps.ItvTime;       // 恢复计时器值，从新下一次
$ d$ L& U6 b( k8 l  g                 TaskComps.Run = 1;           // 任务可以运行
6 ~4 U. T+ k$ G: T, _            }
        }
   }
+ r2 B1 _1 I; T) o}
大家认真对比一下次函数，和上面定时复用的函数是不是一样的呢？

3. 任务处理：
代 码
/**************************************************************************************
5 S% i+ L! o7 D; |* FunctionName   : TaskProcess()
, ?" y/ g0 Z$ o" |' C; [* Description    : 任务处理
" z7 A' A! M4 E6 S8 O! q* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
2 c# `4 |' P% [* Y( _void TaskProcess(void)
{
    uint8 i;
    for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)           // 逐个任务时间处理
6 S3 T, h* ?; \8 R" E    {
; k, j: q& Y8 j! R         if (TaskComps.Run)           // 时间不为0
0 @8 @5 [! p# G+ f        {
             TaskComps.TaskHook();         // 运行任务
             TaskComps.Run = 0;          // 标志清0
        }
) k3 Q8 Q- [4 b" ~. }+ N! y    }   
# a& g  x9 e- O  {}

此函数就是判断什么时候该执行那一个任务了，实现任务的管理操作，应用者只需要在main()函数中调用此函数就可以了，并不需要去分别调用和处理任务函数。

到此，一个时间片轮询应用程序的架构就建好了，大家看看是不是非常简单呢？此架构只需要两个函数，一个结构体，为了应用方面下面将再建立一个枚举型变量。
6 r& F6 h/ M# \
下面就说说怎样应用吧，假设我们有三个任务：时钟显示，按键扫描，和工作状态显示。

+ z6 Z) ^' h7 h1 K# N5 ^1. 定义一个上面定义的那种结构体变量：
7 x- ^7 Z+ V& b" h
: o. n: f  u/ |; T代 码
/**************************************************************************************
* Variable definition                           
**************************************************************************************/
static TASK_COMPONENTS TaskComps[] =
{
    {0, 60, 60, TaskDisplayClock},            // 显示时钟
4 O/ z/ Q; l% ~2 k$ j& I8 n    {0, 20, 20, TaskKeySan},               // 按键扫描
    {0, 30, 30, TaskDispStatus},            // 显示工作状态
     // 这里添加你的任务。。。。
, F* M  k$ Y! h};
( Q! y! t8 s5 P9 p: V5 i" G1 s在定义变量时，我们已经初始化了值，这些值的初始化，非常重要，跟具体的执行时间优先级等都有关系，这个需要自己掌握。

% G) l/ V4 ]& O7 ]$ e①大概意思是，我们有三个任务，没1s执行以下时钟显示，因为我们的时钟最小单位是1s，所以在秒变化后才显示一次就够了。
% l1 L0 u4 J9 r7 d
②由于按键在按下时会参数抖动，而我们知道一般按键的抖动大概是20ms，那么我们在顺序执行的函数中一般是延伸20ms，而这里我们每20ms扫描一次，是非常不错的出来，即达到了消抖的目的，也不会漏掉按键输入。

③为了能够显示按键后的其他提示和工作界面，我们这里设计每30ms显示一次，如果你觉得反应慢了，你可以让这些值小一点。后面的名称是对应的函数名，你必须在应用程序中编写这函数名称和这三个一样的任务。
9 O0 N: `/ `, }( F7 C
2. 任务列表：
" c$ e: I: a% V  t' j1 X1 a代 码
  l# _3 Y2 O! S3 W/ [. b: j// 任务清单
0 B; c' U" o& j% c+ l4 n1 Btypedef enum _TASK_LIST
{
    TAST_DISP_CLOCK,            // 显示时钟
# e0 p. w4 D+ h- {1 t    TAST_KEY_SAN,             // 按键扫描
! U: U. h7 B& n9 N" @2 x1 U4 W    TASK_DISP_WS,             // 工作状态显示
/ w& N5 V) w  O     // 这里添加你的任务。。。。
: J5 R! a/ Y, K0 v, i     TASKS_MAX                                           // 总的可供分配的定时任务数目
- V9 L# [2 H# }} TASK_LIST;
# o7 q* x' m) a& ?* P好好看看，我们这里定义这个任务清单的目的其实就是参数TASKS_MAX的值，其他值是没有具体的意义的，只是为了清晰的表面任务的关系而已。
  J+ A; b3 z2 z0 y7 J5 T6 s
3. 编写任务函数：
2 O  g# h/ T0 U代 码
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDisplayClock()
* Description    : 显示任务
' P5 @+ I+ ^: a* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
6 C0 v7 p! ?5 b0 W! m$ V: E**************************************************************************************/
void TaskDisplayClock(void)
$ F  z$ I% P1 E- n) d! z2 D- ]{
7 b/ Z% w( q2 D
}
. {- A+ |6 G$ u$ b/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskKeySan()
* Description    : 扫描任务
5 b2 ^8 Y: Z% K" N* EntryParameter : None
6 S' v8 d6 C+ L2 l* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
. [7 ]! u$ h8 g; }& Cvoid TaskKeySan(void)
{
" s9 x! B4 z; E* U
; d! u( C2 [% a) u}
: @7 l% d4 y& I& q2 ^% y0 M9 |/**************************************************************************************
$ P) K$ ]8 ^$ k' M# P* FunctionName   : TaskDispStatus()
5 ]( g) @0 ~1 O( {* Description    : 工作状态显示
6 E) `8 y, g/ \0 D* EntryParameter : None
( D- T: a+ }& _+ f! B" ]/ V5 s& O$ v* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskDispStatus(void)
/ Z5 ?4 E2 ]# n1 _+ r: G{
% m, S2 [% F% e3 Y$ `  U3 D
8 c9 t: @6 e, l# }- K}
0 m' w$ @. ^6 h0 Y% Y// 这里添加其他任务。。。。。。。。。
7 L. |$ J1 c0 k( d8 a/ K2 j
. o/ S( n! z8 O- u/ T7 W% @% ^现在你就可以根据自己的需要编写任务了。

4 d1 |/ Z% x: P' u) T6 W4. 主函数：
代 码
/**************************************************************************************
+ K4 N0 L) _. R* j. W9 C* FunctionName   : main()
& O7 M1 K% h! T5 x! U' p* Description    : 主函数
2 n1 I, f! f  y% F0 i5 Y9 l8 g7 v* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
5 V2 g" P+ s, e9 J) o**************************************************************************************/
% e$ z/ I( B! Gint main(void)
{
4 g/ j' t  [# O- g; S    InitSys();                  // 初始化
7 Y2 M) C9 e( a4 o% d2 ?6 t    while (1)
    {
        TaskProcess();             // 任务处理
    }
}
* N, i8 I' I1 H到此我们的时间片轮询这个应用程序的架构就完成了，你只需要在我们提示的地方添加你自己的任务函数就可以了。是不是很简单啊，有没有点操作系统的感觉在里面？

不防试试把，看看任务之间是不是相互并不干扰？并行运行呢？当然重要的是，还需要，注意任务之间进行数据传递时，需要采用全局变量，除此之外还需要注意划分任务以及任务的执行时间，在编写任务时，尽量让任务尽快执行完成。。。。。。。。
; o  s; V, N, ^' S
三、操作系统
操作系统的本身是一个比较复杂的东西，任务的管理，执行本事并不需要我们去了解。但是光是移植都是一件非常困难的是，虽然有人说过“你如果使用过系统，将不会在去使用前后台程序”。但是真正能使用操作系统的人并不多，不仅是因为系统的使用本身很复杂，而且还需要购买许可证（ucos也不例外，如果商用的话）。

这里本人并不想过多的介绍操作系统本身，因为不是一两句话能过说明白的，下面列出UCOS下编写应该程序的模型。大家可以对比一下，这三种方式下的各自的优缺点。
4 I: m  Z7 _4 U5 k$ A
2 K2 |3 `0 A; M" ~代 码
/**************************************************************************************
# s) d. @2 G) i9 F3 `* FunctionName   : main()
* Description    : 主函数
1 }/ b! Z/ F" l. h, T3 t* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
$ i8 j$ d; O! j" \$ R3 k**************************************************************************************/
; D- U% f6 _$ v5 F5 q% aint main(void)
{
. j5 @( a$ n# J& d    OSInit();                // 初始化uCOS-II
    OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskStart,        // 任务指针
  U& p1 Q3 ~& C2 v( ?+ [                (void   *) 0,            // 参数
6 ]# l2 X; C) `. C* A                (OS_STK *) &TaskStartStk[TASK_START_STK_SIZE - 1], // 堆栈指针
                (INT8U   ) TASK_START_PRIO);        // 任务优先级
    OSStart();                                       // 启动多任务环境

    return (0);
, U- d& _% a: G# F& L}
* v- Q/ g: y6 U  W6 ]& E, q8 I$ l8 r
" {) u( w5 D6 c* Z+ H( [  n# S代 码
. t0 ]- p% y, t/**************************************************************************************
/ f* E% m  q& h- f, {: E* FunctionName   : TaskStart()         
* Description    : 任务创建，只创建任务，不完成其他工作
* EntryParameter : None
3 L, ~( `; L& A7 `- r; X: d* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskStart(void* p_arg)
{
0 p% z8 f# ~1 L    OS_CPU_SysTickInit();                                       // Initialize the SysTick.
#if (OS_TASK_STAT_EN > 0)
    OSStatInit();                                               // 这东西可以测量CPU使用量
#endif
OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskLed,     // 任务1
  [; A: V9 z" G& ~9 o) I                (void   *) 0,               // 不带参数
                (OS_STK *) &TaskLedStk[TASK_LED_STK_SIZE - 1],  // 堆栈指针
0 `8 Z( i0 b  P; W8 `* B) G3 D; z                (INT8U   ) TASK_LED_PRIO);         // 优先级
6 W% V7 y9 m) B2 R// Here the task of creating your
/ {5 i- H$ a+ W- R4 }( A* ^' f
5 @2 Y/ ?' E8 A5 T( M, p    while (1)
    {
        OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100);
    }
}
不难看出，时间片轮询法优势还是比较大的，即由顺序执行法的优点，也有操作系统的优点。结构清晰，简单，非常容易理解。

/ c0 c% i- D" a2 O, \

新手入门中。感谢分享。
0 D6 g/ |" H' B/ W9 L
里面有一个地方，我觉得按照上下文的理解，应该值有错误：
原文：{0, 60, 60, TaskDisplayClock},            // 显示时钟,60ms刷新一次。
按照描述：{0, 1000, 1000, TaskDisplayClock},            // 显示时钟，一秒刷新一次

时间轮转有一个问题,中断处理超过轮转的时长是否继续处理?
) E3 O' ]- o- Z/ [$ y如果等下一轮转任务处理后来处理,某些寄存器状态会超时。数据不能保真。。。

【分享经验】牛人总结的单片机应用程序架构，我也来移植试试

写的真不错，有系统的概念。学习了

在群里共享过，代码都移植好了，比较不错

写得比较详细  非常好 谢谢了！！！！！

不错。

真不错，有系统的概念。

好帖，学习了！

不错，学习学习！

学习了,谢谢!

学习了，谢谢楼主

学习

好帖，很有启发

对整理一下自己程序思路，有帮助

通俗易懂