单片机通过定时器来实现多任务，充分利用定时器资源来实现异步处理

damengshu · 发表于 2021-10-26 15:50

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在单片机系统中，有许多情况下需要等待某个事件的发生，来继续下一步操作，如果有一个任务还好说，单片机可以无限等待事件的发生，但是如果单片机要处理多个事件时，这种系统一般不能实现，除非用中断，对！用中断，但是中断源的数量是有限的，并且有很多中断源是针对特殊用处，这样能给我自由分配的中断源就只有定时器中断和外部中断，如果仅使用这几个中断源来实现异步，这样可实现的异步事件时非常有限的，每个中断源完成一个异步事件，效率是相当低，大大降低了系统的性能，降低了定时器的利用率.

因此在这里我考虑使用定时器中断来实现多个事件的异步，一个定时器如何实现多个任务的并发？

在这里使用一个任务一个计数器，根据任务实时性的强弱，来设计任务计数器的计数溢出值，每个任务的变量通过一个全局结构体来定义，当然这个结构体必须包括这个计数溢出值。每到一个定时器中断，各个任务计数器都加一，然后检查计数器是否溢出，如果计数溢出就执行相应的任务，同时将此任务的计数器值清零，，如果溢出执行相应的任务，如果没有，则此任务就不执行！但一定要注意在中断程序，千万不能有死循环，如果有等待一定要进行超时检测，来避免死机！

这里举个例子，刚刚成思路，因此写的不是很好！这个程序使用一个4连体数码管显示从DS18b20中采集的温度值，4位连体数码管当然只能使用动态扫描方法来显示数据，并且这个动态扫描不能在主程序中执行，因为在主程序动态扫描效果很容易收到中断程序的影响，而使显示效果下降，因此必须使用定时器来控制延时实现动态扫描，但是ds18b20的读写时序对延时的精度要求也是相当高的，如果在主程序中，中断程序造成的延时必然会对ds18b20采集数据的延时精确度造成干扰，而不能采集正确的数据！因此DS18b20采集数据的程序也不能够放在主程序中，当然我们可以使用两个定时器来实现！这里我们使用一个定时器来实现，由于DS18B20温度转换时间比较长12位精度的温度转换需要接近1秒的时间，这对动态扫描是无法容忍的，可行的办法是将启动转换，读取温度值放在同一个中断的不同状态，也就是在任务中实现状态机，从而避免了在中断中出现长时间的等待，而影响系统的性能！以下中断函数的具体实现：

void interrupt main_int()
{
// t0_int(&data) ;
uchar tl ,th ;
uint temp ;
if(T0IF)
{
  T0IF=0 ;
  (ds.count)++ ;
  if(ds.count==80)
  {
ds.count=0 ;
switch(ds.state)
{
case 0 :
   ds.state=1 ;
   init_ds18b20() ;
   write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
   write_ds18b20(MEM_CONVERT) ;
   break ;
case 1 :
   init_ds18b20() ;
   write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
   write_ds18b20(MEM_READ) ;
   tl=read_ds18b20() ;
   th=read_ds18b20() ;
   if(!(th&0xf0))
   {
   th=th&0x07 ;
   temp=th*256+tl ;
   ds.data=temp/16 ;
   }
   else
   { th=th&0x07 ;
   temp=th*256 +tl ;
   ds.data=temp/16 ;
   }
   ds.state=0 ;
   break ;
default :
   ds.state=0 ;
   break ;
}
  }
  int_display1(ds.data) ;
  TMR0=210 ;
}
}

guanshen · 发表于 2021-10-26 16:00

如果有等待一定要进行超时检测，来避免死机

MLXG · 发表于 2021-10-26 17:42

必须使用定时器来控制延时实现动态扫描

kiygb · 发表于 2021-10-26 17:43

中断程序造成的延时必然会对ds18b20采集数据的延时精确度造成干扰

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