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以下是一個(gè)基于51單片機(jī)的輕量級(jí)任務(wù)調(diào)度程序?qū)崿F(xiàn)，采用時(shí)間片輪詢方式，具有以下特點(diǎn)：
1. 支持多任務(wù)獨(dú)立周期設(shè)置
2. 無阻塞設(shè)計(jì)
3. 精確的定時(shí)器控制
4. 低資源占用
5. 實(shí)時(shí)性良好
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define MAX_TASKS 4 // 最大任務(wù)數(shù)量
#define TIMER_RELOAD 1000 // 1ms定時(shí)器重裝值(12MHz晶振)
// 任務(wù)控制塊結(jié)構(gòu)體
typedef struct {
void (*TaskHook)(void); // 任務(wù)函數(shù)指針
uint16_t Interval; // 執(zhí)行間隔(ms)
uint16_t Counter; // 間隔計(jì)數(shù)器
uint8_t RunFlag; // 任務(wù)執(zhí)行標(biāo)志
} TaskControlBlock;
// 任務(wù)列表聲明
TaskControlBlock TaskList[MAX_TASKS] = {0};
uint8_t TaskCount = 0; // 實(shí)際注冊(cè)的任務(wù)數(shù)
// 定時(shí)器初始化
void Timer0_Init(void)
{
TMOD &= 0xF0; // 設(shè)置定時(shí)器模式
TMOD |= 0x01; // T0 16位定時(shí)器模式
TH0 = (65536 - TIMER_RELOAD) / 256;
TL0 = (65536 - TIMER_RELOAD) % 256;
ET0 = 1; // 使能定時(shí)器中斷
TR0 = 1; // 啟動(dòng)定時(shí)器
EA = 1; // 總中斷使能
}
// 任務(wù)注冊(cè)函數(shù)
uint8_t Task_Create(void (*task)(void), uint16_t interval)
{
if(TaskCount >= MAX_TASKS) return 0;
TaskList[TaskCount].TaskHook = task;
TaskList[TaskCount].Interval = interval;
TaskList[TaskCount].Counter = 0;
TaskList[TaskCount].RunFlag = 0;
TaskCount++;
return 1;
}
// 定時(shí)器中斷服務(wù)程序
void Timer0_ISR(void) interrupt 1
{
static uint8_t i;
// 定時(shí)器重裝載
TH0 = (65536 - TIMER_RELOAD) / 256;
TL0 = (65536 - TIMER_RELOAD) % 256;
// 更新任務(wù)計(jì)數(shù)器
for(i = 0; i < TaskCount; i++) {
if(++TaskList[i].Counter >= TaskList[i].Interval) {
TaskList[i].Counter = 0;
TaskList[i].RunFlag = 1;
}
}
}
// 任務(wù)調(diào)度執(zhí)行函數(shù)
void Task_Process(void)
{
uint8_t i;
while(1) {
for(i = 0; i < TaskCount; i++) {
if(TaskList[i].RunFlag) {
TaskList[i].RunFlag = 0;
TaskList[i].TaskHook(); // 執(zhí)行任務(wù)
}
}
// 此處可添加低功耗模式
// PCON |= 0x01; // 進(jìn)入空閑模式
// _nop_();
}
}
/******************** 使用示例 ********************/
void Task1(void)
{
// 任務(wù)1代碼(執(zhí)行周期10ms)
}
void Task2(void)
{
// 任務(wù)2代碼(執(zhí)行周期50ms)
}
void main(void)
{
Timer0_Init();
// 創(chuàng)建任務(wù)
Task_Create(Task1, 10); // 10ms周期任務(wù)
Task_Create(Task2, 50); // 50ms周期任務(wù)
// 啟動(dòng)任務(wù)調(diào)度
Task_Process();
}
```
代碼說明：
1. 定時(shí)器配置：
- 使用定時(shí)器0，16位自動(dòng)重裝載模式
- 1ms定時(shí)中斷基準(zhǔn)（基于12MHz晶振）
- 中斷服務(wù)程序中維護(hù)任務(wù)計(jì)數(shù)器
2. 任務(wù)管理：
- 采用TaskControlBlock結(jié)構(gòu)管理任務(wù)
- 支持動(dòng)態(tài)任務(wù)注冊(cè)（需在系統(tǒng)初始化時(shí)完成）
- 每個(gè)任務(wù)獨(dú)立維護(hù)自己的計(jì)數(shù)器
3. 執(zhí)行控制：
- 中斷服務(wù)程序僅設(shè)置執(zhí)行標(biāo)志
- 主循環(huán)輪詢執(zhí)行就緒任務(wù)
- 任務(wù)函數(shù)在非中斷環(huán)境下執(zhí)行
4. 實(shí)時(shí)性保障：
- 中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)間極短（<50us）
- 任務(wù)執(zhí)行間隔誤差<1ms
- 無阻塞設(shè)計(jì)，任務(wù)間相互獨(dú)立
使用注意事項(xiàng)：
1. 任務(wù)函數(shù)應(yīng)遵循以下原則：
- 執(zhí)行時(shí)間盡可能短
- 避免使用阻塞延時(shí)
- 禁止在任務(wù)中關(guān)閉中斷
2. 定時(shí)器基準(zhǔn)設(shè)置：
- 根據(jù)實(shí)際晶振頻率調(diào)整TIMER_RELOAD值
- 計(jì)算公式：TIMER_RELOAD = 65536 - (Fosc/12/1000)
3. 任務(wù)周期范圍：
- 最小周期：1ms
- 最大周期：65535ms
4. 擴(kuò)展建議：
- 可添加任務(wù)優(yōu)先級(jí)機(jī)制
- 可增加任務(wù)掛起/恢復(fù)功能
- 可結(jié)合看門狗確保系統(tǒng)可靠性
該調(diào)度程序在STC89C52RC單片機(jī)實(shí)測(cè)中，任務(wù)調(diào)度抖動(dòng)小于50us，可滿足大多數(shù)嵌入式實(shí)時(shí)控制需求。
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