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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：
' `9 o% q9 Z* ]* _# ?8 D, ?( ~, O( m# l1. 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。

/ L1 X, G1 G# `  z1 [7 Y2. 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。
0 p. P1 u+ r: U0 c) c+ L! }. L
3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。

下面就分别谈谈这三种方法的利弊和适应范围等。
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。
9 G5 y' S0 b8 b1 l7 m5 Z& e! {
- Z, m1 u, p, U1 Q# k# O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。
; v8 `: L" ]& |1 R. n
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。

0 T: X2 u: J/ Y0 G  t3 c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：

* S! i0 q" C  P$ ~3 o6 ?# H代 码
; ?6 y; |) e8 o+ D& K7 \/**************************************************************************************
* FunctionName   : main()
0 @! n' Y; N# N6 {5 i) p% s* Description    : 主函数
3 v8 t& Y' Q( H' n* EntryParameter : None
0 k0 }/ P9 J, Y+ f. D1 _2 E* ReturnValue    : None
, n9 ~7 Z- E5 x6 ?**************************************************************************************/
int main(void)
{
9 d7 J; J) P6 I0 p    uint8 keyValue;

    InitSys();                  // 初始化

! ]+ n- k8 u& a4 d- n9 ]1 Z' M    while (1)
    {
        TaskDisplayClock();
        keyValue = TaskKeySan();
        switch (keyValue)
       {
  A+ t, P( v8 T1 z            case x: TaskDispStatus(); break;
            ...
- v) x; i. P2 _/ {            default: break;
        }
) b- M1 d  O( R# U    }
}
" N2 z6 z/ Y5 t" M( d8 n6 ]) i
8 r1 E) }2 c+ n$ ?1 O二、时间片轮询法
' G, g1 N" j9 P9 Q4 K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。
9 H/ v2 O/ r3 u9 P! H" a& w# E0 J
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。
, E5 K) H; |; R$ m
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：
; Q! C0 Y! z2 ^) W
1. 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)。

2. 定义一个数值：
% d) g3 C8 J2 q+ w3 Y9 j9 e1 f代 码
' @; A7 r* y7 F+ p3 k4 T9 M2 y* I#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。
( ?4 C% U) b2 T, X& a. H
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。
. Q' V" G5 o( G% {6 z( b
2 o" m* G; v+ g1 S  V7 @
' [6 J2 V0 y9 r' }3. 在定时器中断服务函数中添加：
" j' P/ `, M! M/ [8 a代 码
/**************************************************************************************
. _9 c* D* M7 O. n5 N% `3 ?* W  ~* FunctionName : TimerInterrupt()
7 h! i' `$ [$ n$ k4 y* t* Description : 定时中断服务函数
* EntryParameter : None
# p5 Z3 X& V- F/ Z1 s' `% j# i* ReturnValue : None
" H4 Y: _3 M+ w" C$ z**************************************************************************************/
  f$ D) k9 c( }/ h% Rvoid TimerInterrupt(void)
1 C* L& b- @$ V  u5 x) M{
' G' ~  b& e% B    uint8 i;
4 B8 A8 _, V- f7 y! ?
    for (i=0; i<TASKS_NUM; i++)
    {
4 h# ?6 c9 f' w; f& q) {        if (TaskCount)
2 u" `( Q4 x5 [) V/ g& b" R9 j        {
              TaskCount--;
, ]" W( n3 s- c5 O+ T- s9 H              if (TaskCount == 0)
' R5 o- V# g3 A2 R9 ~              {
5 f9 _) y9 ^7 M  z                    TaskMark = 0x01;
9 K$ O; _% `3 {3 l% M              }
        }
+ h, {; E5 |' T" R5 h; y/ \& w7 I   }
}
( U  @+ L5 n& X5 a( o) C1 N6 F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。
: t* {4 |! ]$ i5 I( X: z6 k# m
8 o4 ?& l/ q& M! ~9 M$ e4 J4. 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：
' W# N, y- ]& X+ U7 F6 E
# u  B7 b" k" p' t/ L  c代 码
TaskCount[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。。。。。。。。。。。

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：
, k! u+ y2 D0 ^# `6 }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。
% ^! J! S6 V6 |8 w" h, v
( w6 F  ?8 D$ t; w7 X8 R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。

/ _3 l6 \  x+ Y1 ~* r) n( ?' C5 [时间片轮询法的架构：
4 g. s* p: b2 W/ [2 q0 w; N" T
1.设计一个结构体：
代 码
9 z# j- S) h$ T1 l- L" N  k// 任务结构
typedef struct _TASK_COMPONENTS
{
    uint8 Run;                 // 程序运行标记：0-不运行，1运行
# e: z! ?- i, A9 R" e9 e    uint8 Timer;              // 计时器
) J* T( m/ h8 V; [    uint8 ItvTime;              // 任务运行间隔时间
) d0 [+ h( `8 p/ A2 l0 G$ `    void (*TaskHook)(void);    // 要运行的任务函数
} 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。
2 u& e( ?7 S8 _: s( F5 ~* m5 u
2. 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。
* g; r3 w# Y$ n" B+ H1 ^1 {# V- i代 码
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskRemarks()
1 |9 S' T9 i1 Y" _' [% |) q* Description    : 任务标志处理
* EntryParameter : None
8 M1 T2 ?2 [; J5 I5 A1 p' m& N( ]. v* ReturnValue    : None
1 ?5 U4 ]$ Z5 [2 M& u( F! f**************************************************************************************/
void TaskRemarks(void)
{
7 W  C, e- }; r: ]' Y0 J    uint8 i;
    for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)          // 逐个任务时间处理
) G3 V; z7 v$ B4 n- q3 I* b    {
  S0 l& |" y9 l         if (TaskComps.Timer)          // 时间不为0
        {
            TaskComps.Timer--;         // 减去一个节拍
% u$ B; |' g/ |1 {            if (TaskComps.Timer == 0)       // 时间减完了
            {
                 TaskComps.Timer = TaskComps.ItvTime;       // 恢复计时器值，从新下一次
                 TaskComps.Run = 1;           // 任务可以运行
            }
6 B/ W: Y- q" r' h        }
- V4 q: T9 A9 o: p   }
. ]3 ^; w) `2 r3 v& ?+ e}
7 ?' ^7 D& X* N+ s( ]) ]" p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？

2 a  D  {' W/ H$ c+ O) l, ~! ~3. 任务处理：
1 V8 @6 y3 X/ P8 t( p9 o+ v代 码
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskProcess()
* Description    : 任务处理
0 l0 S# [8 g7 `' i* EntryParameter : None
  N$ d& W; r8 C/ j0 s( V* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskProcess(void)
{
' @) z$ a4 @$ J8 D' m7 u    uint8 i;
    for (i=0; i<TASKS_MAX; i++)           // 逐个任务时间处理
, ]4 k4 C$ X+ @% a    {
         if (TaskComps.Run)           // 时间不为0
9 M- l  T0 Z, K2 ^/ @# j+ j/ A4 V" U        {
             TaskComps.TaskHook();         // 运行任务
- A" p( k; o5 ^( L             TaskComps.Run = 0;          // 标志清0
        }
- A% r; M+ B: J    }   
0 _& ]) z& I- e: e}
  p; p& v0 A8 [9 {" x/ {7 n: a
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。

+ ^1 s8 v) C" }% `4 g. B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。
" F: `) @% x! x( M& m  \
1 |; k! U8 ]# Q4 O8 G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。
+ |# k& v+ [4 j8 j" `
0 y3 e: [9 l4 }7 t2 v1. 定义一个上面定义的那种结构体变量：

代 码
/**************************************************************************************
# r, |, I( l0 S1 u" T' R* Variable definition                           
**************************************************************************************/
8 ?; ]* b+ z& {1 G2 Q; ^static TASK_COMPONENTS TaskComps[] =
: {% @! d: Q' z; p  n" M6 c$ ~{
  t0 b$ ?$ F4 B) W9 ^# [; y! }* R3 X9 M( h    {0, 60, 60, TaskDisplayClock},            // 显示时钟
    {0, 20, 20, TaskKeySan},               // 按键扫描
* ?( \) G0 A! d. e2 X1 \4 _    {0, 30, 30, TaskDispStatus},            // 显示工作状态
) [! v2 V/ a0 Z, w% o     // 这里添加你的任务。。。。
; ]; h7 x  I2 p6 t9 y};
/ F1 A9 o+ u; Z( k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。

, p0 V: U; _- w: H0 c9 a- b①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。

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。

2. 任务列表：
代 码
7 |" P$ p9 s4 i$ H/ j  m5 `  }// 任务清单
+ R6 F$ m* V: M9 Otypedef enum _TASK_LIST
" M2 l( H! i. v# D# x0 `{
    TAST_DISP_CLOCK,            // 显示时钟
    TAST_KEY_SAN,             // 按键扫描
4 A$ t7 \) W3 i7 B* [3 F  ~    TASK_DISP_WS,             // 工作状态显示
     // 这里添加你的任务。。。。
, C- Y9 u' e% @' u: T) I     TASKS_MAX                                           // 总的可供分配的定时任务数目
} TASK_LIST;
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。
* g0 \4 b0 _4 r* e1 K1 v
( T9 R. I, ?3 f- t3 f3. 编写任务函数：
# @0 z, B* ?) L3 ~代 码
0 O/ s1 N$ T1 D! B. u2 G- y/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDisplayClock()
* Description    : 显示任务
* EntryParameter : None
9 ^9 _2 M) O) ]% f3 l* q* ReturnValue    : None
. Q/ g( `& @4 l, p**************************************************************************************/
void TaskDisplayClock(void)
) [0 Z# m" n" C, [) _6 C6 k{

}
/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskKeySan()
$ i4 S# u: }) n' @- G* Description    : 扫描任务
1 |8 u  |$ G8 g5 m' t- ^  E* EntryParameter : None
! }* M* _# ~. g/ S* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
  Y1 s6 W3 T9 Y9 n) m' Rvoid TaskKeySan(void)
{

}
, Z; T+ J% y8 R& K) ?4 m, O" t/**************************************************************************************
* FunctionName   : TaskDispStatus()
. N* m, M3 h& e8 l- r* L* Description    : 工作状态显示
1 J# J3 |% g6 u+ h0 q) k* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
8 _$ G. f) h2 L, ]**************************************************************************************/
void TaskDispStatus(void)
" {( F7 @' y  q7 k- p8 k{

}
0 }3 k* s: F+ ^* `2 u7 Y// 这里添加其他任务。。。。。。。。。

4 t# Q- L  M$ P# h+ p6 @现在你就可以根据自己的需要编写任务了。

7 D; y" b0 l% J4. 主函数：
代 码
9 v: W$ D0 L6 q8 D# F/**************************************************************************************
% W# w5 f! |  U2 @4 {! D  Q* FunctionName   : main()
" Z0 n/ n  h( I* Description    : 主函数
. ?3 s1 x% H# v5 Z+ L8 b) c$ s" l: {* EntryParameter : None
; t3 \& D# K) n) A- }, \% H* ReturnValue    : None
: [7 R3 J- V( M  c! Y/ D$ [) C**************************************************************************************/
# O+ D3 p% ~* F9 M! x. t9 D8 Dint main(void)
{
    InitSys();                  // 初始化
    while (1)
1 C! B) \0 ^2 N5 K) N2 G' l    {
        TaskProcess();             // 任务处理
    }
}
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？
' c" u( K6 Q3 W4 f5 g  i
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。。。。。。。。
4 F5 b: y% T. y, K7 l4 f1 j
三、操作系统
, v9 |/ A/ c4 T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）。

/ d( E/ e' w6 Y0 ~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。

( ?* S, C! E! ]1 P代 码
/**************************************************************************************
2 w% Z& w, ?6 {3 C* FunctionName   : main()
8 X8 Q2 u' n! ?( m1 {6 Y- p1 A* Description    : 主函数
9 Y- y$ L9 ?3 w- G+ Q* EntryParameter : None
' I: }9 _5 v+ C6 ~4 e9 ^" }. W* ReturnValue    : None
2 n2 N5 a8 ?' s0 a' M**************************************************************************************/
, S+ M& @" u8 v8 W! \int main(void)
9 H4 I( B0 }# C2 p{
    OSInit();                // 初始化uCOS-II
7 d3 `$ C. v" c( @6 b    OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskStart,        // 任务指针
1 N- {" ?- G: r. W) p                (void   *) 0,            // 参数
/ }  g* ]- e7 A9 `- {9 P) |                (OS_STK *) &TaskStartStk[TASK_START_STK_SIZE - 1], // 堆栈指针
                (INT8U   ) TASK_START_PRIO);        // 任务优先级
$ j9 M$ K0 {* h    OSStart();                                       // 启动多任务环境

' U8 z" q! B* m# B    return (0);
}

代 码
/**************************************************************************************
% Y3 G0 R0 l# H- L) l* FunctionName   : TaskStart()         
* Description    : 任务创建，只创建任务，不完成其他工作
+ r& |' f2 I9 H: W1 p2 r6 u8 X* EntryParameter : None
* ReturnValue    : None
**************************************************************************************/
void TaskStart(void* p_arg)
{
* F6 [6 |2 R* r- ?: D$ X9 {2 G% J4 z    OS_CPU_SysTickInit();                                       // Initialize the SysTick.
; n0 l& ^! o7 P! _( T# [#if (OS_TASK_STAT_EN > 0)
& l9 _, Z+ h* f5 v5 J    OSStatInit();                                               // 这东西可以测量CPU使用量
#endif
, g0 c2 |7 y* X; }& f0 tOSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskLed,     // 任务1
                (void   *) 0,               // 不带参数
, y+ j/ s7 C5 W; K. r& y                (OS_STK *) &TaskLedStk[TASK_LED_STK_SIZE - 1],  // 堆栈指针
                (INT8U   ) TASK_LED_PRIO);         // 优先级
2 K0 r& l8 J" ~# Q// Here the task of creating your
* ?2 K- F1 [: F
8 N  A) N! D* h5 o# s    while (1)
    {
  H! P  g$ b" v, Q. g        OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100);
1 a1 F/ ?- X5 [) v+ I    }
}
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。
8 [  d  v$ S) D7 s2 b
0 _5 [. I( N; p* {' u/ X4 X; J

新手入门中。感谢分享。
, r, w' V3 k! V! v$ }
里面有一个地方，我觉得按照上下文的理解，应该值有错误：
" \* _' G. G' E& \; c2 V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?
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