再出个调度器，极小资源单片机值得一用
自认为有如下特点：1)超级可以移植性，与CPU无关，几乎任何支持C语言编程的CPU都可以用！（本文仅仅以51单片机为例而已，但实际上可以任意移植）
2)小之又小， 原理很简单，一看就懂。
3)省之又省， 可以说对RAM和ROM省到极致。
4)取protothread之精华，将定时器与状态机和伪线程语法融合到一个框架，任务函数可以有两种写法。
5)基于定时器触发，调度效率高，最大化减少无效的代码运行时间。
***********************************************************/
#include <stc89c51.h>
#include <stdio.h>
/*****************小小调度器部分开始********************************************/
#define_SS static char lc=0; switch(lc){ case 0: lc=0;
#define_EE }; lc=0;
#defineWaitX(a,b)settimer(&lc,__LINE__,a,b); return ; case __LINE__:
struct TASK {
char td;
void (*fp)();
};
#define MAXTASKS 5
struct TASK tasks;
//设置定时器
void settimer(char *lc,charline,chartmrid,int d){
*lc=line;
tasks.td=d;
}
//逻辑定时器处理，在定时器中断里调用
void dectimers() {
unsigned char i;
for (i=0;i<MAXTASKS;i++){
if (tasks.td>0)tasks.td--;
}
}
//任务调度函数，在main里面运行
void runtasks() {
unsigned char i;
for(i=0;i<MAXTASKS;i++)
{
if (tasks.fp!=0){
if (tasks.td==0){
tasks.td=-1;
tasks.fp();
}
}
}
}
/****************小小调度器部分结束*******************************************************/
sbit KEY = P3^2;
unsigned char code numtab={0x24,0x6F,0xE0,0x62,0x2B,0x32,0x30,0x67,0x20,0x22,0x21,0x38,0xB4,0x68,0xB0,0xB1};
sfr IAP_CONTR = 0xC7;
sfr WDT_CONTR = 0xC1;
//清除看门狗
void clr_wdt()
{
WDT_CONTR =0x3C;
}
//初始化定时器
void InitT0()
{
TMOD = 0x21;
IE |= 0x82;// 12t
TL0=0Xff;
TH0=0Xb7;
TR0 = 1;
}
//定时器中断
void INTT0(void) interrupt 1 using 1
{
TL0=0Xff; //10ms 重装
TH0=0Xb7;
dectimers();
}
sbit LED1= P2^4;
//任务一，状态机写法
void ontimer0(){
LED1=!LED1;// LED1引脚接在发光管负极，LED1=0 为亮，LED1=1为灭。
//重装定时器
if (LED1) tasks.td=45;//450mS 灭
else tasks.td=5;//50ms亮
}
//任务二，状态机写法
char keycount=0;
void task1(){
if(KEY==0) {
keycount++;
if (keycount>20) IAP_CONTR = 0x60;//持续按下键1秒，将重启并进入固件升级
}
else{
keycount=0;
}
//重装定时器
tasks.td=5;
}
//任务三，伪线程写法
voidtask2()
{
static char i;
_SS
while(1){
for(i=0;i<=9;i++){ //从0--9快速显示，间隔200mS
WaitX(2,20); // 等待200mS,实际是设置定时器2为200mS
P1=numtab;
}
for(i=0;i<=9;i++){ //从0--9慢速显示，间隔500mS
WaitX(2,50); // 等待500mS,实际是设置定时器2为500mS
P1=numtab;
}
}
_EE
}
void main()
{
unsigned char KeyNum;
P3M0 = 0x00;
P3M1 =0x00;
//WDT_CONTR= 0x00; //关闭看门狗
P1 = 0xff; //关显示
clr_wdt();
InitT0();
KEY =1; //按键IO口
KeyNum=0; //按下次数
//装载任务:
tasks.fp=ontimer0;
tasks.fp=task1;
tasks.fp=task2;
//循环调度
while(1){
runtasks();
clr_wdt();
}
}
本帖最后由 smset 于 2012-12-19 13:00 编辑
优化无止境！呵呵，330楼看似不能再优化了，但我再尝试做一次优化：
敬请评测该版本，看是否还能优化：
/****小小调度器开始**********************************************/
#define MAXTASKS 2
static unsigned char timers;
unsigned char currdt;
#define _SS static unsigned char _lc; switch(_lc){default:
#define _EE ;}; _lc=0; return 255;
#define WaitX(tickets)do {_lc=__LINE__+((__LINE__%256)==0); return tickets ;} while(0); case __LINE__+((__LINE__%256)==0):
#define RunTask(TaskName,TaskID) do { if (timers==0) timers=TaskName(); }while(0);
#define CallSub(SubTaskName) do { _lc=__LINE__+((__LINE__%256)==0); return 0; case __LINE__+((__LINE__%256)==0):currdt=SubTaskName(); if(currdt!=255) return currdt;} while(0);
#define UpdateTimers() unsigned char i; for(i=MAXTASKS;i>0 ;i--){if((timers!=0)&&(timers!=255)) timers--;}
#define SEM unsigned int
//初始化信号量
#define InitSem(sem) sem=0;
//等待信号量
#define WaitSem(sem) do{ sem=1; WaitX(0); if (sem>0) return 1;} while(0);
//等待信号量或定时器溢出， 定时器tickets 最大为0xFFFE
#define WaitSemX(sem,tickets)do { sem=tickets+1; WaitX(0); if(sem>1){ sem--;return 1;} } while(0);
//发送信号量
#define SendSem(sem)do {sem=0;} while(0);
/*****小小调度器结束*******************************************************/
sbit LED1 = P2^1;
sbit LED2 = P2^2;
void InitT0()
{
TMOD = 0x21;
IE |= 0x82;// 12t
TL0=0Xff;
TH0=0XDB;//22M---b7;
TR0 = 1;
}
void INTT0(void) interrupt 1 using 1
{
UpdateTimers();
TL0=0Xff; //10ms 重装
TH0=0XDB;//b7;
}
voidtask1(){
_SS
while(1){
WaitX(50);
LED1=!LED1;
}
_EE
}
voidtask2(){
_SS
while(1){
WaitX(100);
LED2=!LED2;
}
_EE
}
void main()
{
InitT0();
while(1){
RunTask(task1,0);
RunTask(task2,1);
}
}
在keil下编译，又减少了18字节的ROM(超过10％了)。应该运行效率会更高。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－以下为说明－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
小小调度器任务函数的写法主要注意的，主要有三点：
1） 任务函数内部变量，建议都用静态局部变量来定义。
2） 任务函数内不能用switch语句。
3） 任务函数内，不能用return语句。 因为return已经被赋予任务延时的特定意义。（这是返回型任务函数版本的一个强制要求）
这三点，并不会明显造成写程序的不方便。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
从裸奔到使用OS操作系统或调度系统的代价主要有：
硬件资源代价（对RAM和ROM的消耗），学习代价（学会其原理，并掌握其用法），移植代价（往不同cpu上移植的工作量），效率代价（使用调度系统后带来的额外cpu负担），商业代价（版权费用），稳定性代价（是否引入潜在不稳定因素，或者增大bug跟踪调试工作量）。
从这几方面来讲，应用小小调度器的代价，都是非常小的。
1） 硬件资源代价： 前面的优化版本已经说明问题。keil下，本例程ram消耗 : 22字节，rom消耗126字节.
2） 学习代价： 小小调度器总共只有十多行代码，如果我们做一个简单的解释说明，理解起来其实是很快的。我相信学习时间比其他调度系统要短。
3） 移植代价： 几乎没有什么移植工作量，对于各种cpu,几乎是通吃。
4） 效率代价： 我们一直在努力优化，相信调度效率已经不低了。比如任务切换时间，应该是可以做到uS级别，甚至亚uS级别。
5） 商业代价： 小小本调度器为免费使用，无需支付任何费用。
6） 稳定性代价：小小调度器本质上仅仅是几个宏而已，未涉及任何对内部寄存器或堆栈的操作，避免了引入不稳定风险因素，所有操作都在可预见，可把控的前提下进行。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 本帖最后由 smset 于 2012-11-26 11:44 编辑
自己写的，抛砖引玉，希望大家指正哈。本例用于说明调度器的核心思想，当然也可以用，但实际上还可以做得更完善。 先收藏再学习{:loveliness:} 多谢lz分享！ 收藏先，谢谢分享 多谢lz分享,学习下思想！
裸机中的战斗机 本调度器的宗旨是：以最小的代价，实现基于自然语法的多任务并行处理机制。并具备代码的高度可以移植性。
每个任务占用3个字节RAM。任务数量没有限制。
其工作原理很简单，大家可在此基础上任意DIY自己的调度方法。 xiexie mark 把工程也上传上来观摩下 本帖最后由 smset 于 2012-11-26 13:30 编辑
soosqt 发表于 2012-11-26 13:22 static/image/common/back.gif
把工程也上传上来观摩下
整个工程只有一个文件 main.c,上面的就是main.c的完整代码。
呵呵，也许是调度器太小了，连单独的.h文件和c文件都没有做。 学习，谢谢！！！{:shocked:} 记号，学习一下 #defineWaitX(a,b)settimer(&lc,__LINE__,a,b); return ; case __LINE__:
请问这句话如何理解啊？
看不明白 替代就明白了,经典啊!!! 好了，等会看看 非常不错，WaitX的替换很巧妙 学习参考下 mark！！！ 虽然不是很懂，也是要谢谢lz的无私分享。 再改改，去掉函数指针，这样在51下能工作得更好。 什么牛人都有啊。{:shocked:} 不错{:lol:} 本帖最后由 smset 于 2012-11-27 10:41 编辑
duanll 发表于 2012-11-27 09:18 static/image/common/back.gif
再改改，去掉函数指针，这样在51下能工作得更好。
嗯，是的，可以自己改，无需函数指针也完全可以，这样每个任务只需1到2个字节。
我已经在此基础上，继续优化下一个版本：
已经实现的新增特点：
1） 整个调度器总共占用1个字节RAM。 （是的！只占1个字节的RAM！ 实在想不出还有没有比这个更省资源的调度器），调度器本身占用的ROM在200字节以内。
2） 去掉函数指针，一个任务只占用1到2个字节，支持任务内延时函数。顶层任务数量最大为255个。
3） 支持子任务调用。 一个子任务只占用1个字节RAM，子任务内也支持延时函数，并支持子任务函数传递参数。支持多级嵌套子任务调用，子任务数量没有限制。
4） 任务函数语法更精炼，如WaitX(2,20)简化为WaitX(20),无需指定定时器编号。
我的目标是： 打造一个极小单片机均可用的，与CPU硬件型号无关的调度系统，让256字节RAM都显得宽敞！
调度器代码将全公开，全免费使用，让天下“贫民”的单片机都用起，而且用得好！ 比裸奔都更省资源！让“贫民”单片机不再裸奔，也无需裸奔！
（该版本将在第100楼放出，希望大家捧场哈）
收藏学习~~~~~~~ 学习参考 试试看，不要汇编的移植起来容易多了 基于时间片的 轮训调度器 非常不错，学习学习！ 真够小的，我看我以后我的程序都可以用上了
顶到100楼哈 楼主的好样的，我帮顶一下。 有点意思，时间分片任务调度。晚上回去试试。 跟我写的差不多，但有个缺陷，如果某一个任务超时或死循环了，其他任务就没机会运行了，这是跟实时内核最本质的区别。 顶到100楼 捧场了，好牛逼的样子 smset 发表于 2012-11-27 10:07 static/image/common/back.gif
嗯，是的，可以自己改，无需函数指针也完全可以，这样每个任务只需1到2个字节。
我已经在此基础上，继续 ...
{:lol:} 顶100楼，最好把工程设成可以软件仿真的，上面那个工程软件仿真不成 学习一下！ 系统调度任务时间太长，个头也太大。如果小而精，那太好了。 一般来说大一点的系统才需要OS，像我们一般是超过1W行源程序的才会考虑OS，小系统做不好的人即使使用OS一样做不好，所以这种小资源的OS基本也就是写个什么论文用用罢了 不错的，支持一下！ soosqt 发表于 2012-11-27 12:56 static/image/common/back.gif
顶100楼，最好把工程设成可以软件仿真的，上面那个工程软件仿真不成 ...
{:lol:} 这个光荣的任务就交给你吧。最好是基于AVR防真，我对proteus又有段时间没弄，生疏了。 前边的宏定义看的不大明白{:mad:} mark 看不懂啊， 学习了。{:smile:} 高级呀，学习一下！ ding ,qi dai 100 再仔细看了看,其实就是所有任务共用同一个定时器的进行计数延时.前面有评论说一个任务死循环了,其它任务就没办法运行了.呵呵,希望楼主能做的更加完善. akwkevin2011 发表于 2012-11-27 15:23 static/image/common/back.gif
再仔细看了看,其实就是所有任务共用同一个定时器的进行计数延时.前面有评论说一个任务死循环了,其它任务就 ...
{:smile:}写程序本来就是精细活，写成死循环本来就是程序员的问题啊，谁让你去写个死循环呢？
哪怕是抢占式多任务系统，也不允许乱写代码啊，即便是其他100个任务不会死，其中有一个任务会不时死掉，产品敢发布吗？
单片机程序又不是windows系统，死掉一个进程，把它杀掉就可以继续用啊。
进来学习下 mark，楼主用心了！ 建议：最好有硬件方面的东西。
或者说加入外设控制，比如按键，小灯，数码管，液晶，PWM等等。
希望不仅仅是内核。
个人看法，不喜勿喷。 100楼呢？
顶啊顶 {:smile:} 顶，喜欢这些精妙的东西{:victory:} 时间触发嵌入式系统设计模式.pdf 这个要学习一下，每次都有收获，哈哈 下班回来还没顶到100楼啊！ 加油 本帖最后由 akwkevin2011 于 2012-11-27 18:12 编辑
smset 发表于 2012-11-27 15:35 static/image/common/back.gif
写程序本来就是精细活，写成死循环本来就是程序员的问题啊，谁让你去写个死循环呢？
哪怕是抢 ...
ucos里面是有这个处理的.不一定是死循环,可能是执行时间超长.系统会强行切换任务.抢占型优先级. akwkevin2011 发表于 2012-11-27 18:11 static/image/common/back.gif
ucos里面是有这个处理的.不一定是死循环,可能是执行时间超长.系统会强行切换任务.抢占型优先级. ...
嗯，我可以设置个监控机制，如果某个任务占用时间过长，可以暂停掉这个任务一段时间。
而死循环调试程序时很容易发现，一旦某个任务死循环，那么所有任务都死掉，更容易暴露出程序代码的问题。 不错，向您学习了，正好在一个小产品上试试。 继续顶起了 才67楼，赶紧顶 {:lol:}必须顶！！！！！！！！！！！！！！！！ 对于小的应用来说，有个小的调度器足够了，也不需要做的那么大。稳定第一啊，且程序易于阅读，几年后重新读此代码时不需花太多时间。 学习下，《时间触发嵌入式系统设计模式》中LCD1602驱动没看懂，希望楼主提供个LCD1602用调度器的例子. 100楼应该不是个问题 这么强，应该顶到1W楼，不过还是希望楼主能够说明一下以下宏定义，为的就是能简单理解清楚。
#define_SS static char lc=0; switch(lc){ case 0: lc=0;
#define_EE }; lc=0;
#defineWaitX(a,b)settimer(&lc,__LINE__,a,b); return ; case __LINE__: zenghl 发表于 2012-11-27 21:57 static/image/common/back.gif
这么强，应该顶到1W楼，不过还是希望楼主能够说明一下以下宏定义，为的就是能简单理解清楚。
#define_SS...
你可参考我以前的帖子：《protothread就是状态机》
第一个_SS是switch散转，第二个_EE只是一个括弧而已。WaitX就是记住当前运行行号，然后设置下次任务函数被调用的时刻。
学习了。谢谢楼主分享。。。 我也支持一下楼主。 时间触发的调度器容易实现，但实现一个task比较麻烦，要搞一堆状态机，真心不好用。 我来顶一顶！ 楼主还是不明白这个宏什么意思：
#defineWaitX(a,b)settimer(&lc,__LINE__,a,b); return ; case __LINE__:
这个可以有 好东西，向LZ学习了。{:smile:} 支持，快速顶到100楼。 学习了，顶到100楼 这个要顶 用处不大，只是状态机，而且加了定时也没有用。 86楼，我也顶顶 必须要 学习一下 100还没到啊~~ 如果楼主是女的估计1000楼也到了！ 这个很有用,最好LZ能出个详细说明, 普及下 这个很有用,最好LZ能出个详细说明, 普及下 不管男女, 只要能写出好结构, 我都顶,只是功力不够, 看不懂几个宏, 能否标注上行号模拟运行展开说明 我就是看了楼主介绍的protothread,然后用在我的一个小项目中, 确实很爽,只是在我的项目中,任务内延时没有找到好的封装方式. 还没有到100楼呢。 我也来添砖加瓦~
希望楼主能用bascom写一个avr的列子，或者谁给移植到bascom。。。。
谈起学C，我就头疼。。。一堆的乱七八糟符号也是一段代码。。。不像bascom那么简洁明了 重点是应用的时候怎么添加到实际中,很多写代码的时候都处理不好delay
重点是看懂程序, 运用自己发挥了 delay 处理好了, 多任务效率就上去了 LZ100楼到了, 等你的程序 有时候顶贴也是一种美得 本帖最后由 r166 于 2012-11-28 13:16 编辑
随然不懂，还是要顶
增加100楼标志 一鼓作气, 拿下100楼 谢谢大家的捧场，中午出门办事，回来就发贴。 你终于出现了, 最好是现场解说下 #include <STC89C51.h>
/**************小小调度器开始 *********************************/
#define MAXTASKS 3 //顶层任务数量，可按需增加，最大为255个。
unsigned chartimers;
char currid; //当前运行的任务号
#define _SS static char lc=0; switch(lc){ case 0: //跳转开始
#define _EE }; lc=0;//跳转结束
#define DelayX(b)settimer(&lc,__LINE__,b); return ; case __LINE__: //任务内延时等待“函数”
#define RunTask(a,b) currid=b; if (timers==0){timers[ b]=-1; a();} //运行顶层任务
#define CallSub(x)DelayX(0);x(); if (timers!=-1) return; //调用子任务
void settimer(char *lc,charline,unsigned char d){//设置定时器
*lc=line;timers=d;
}
/****************小小调度器结束*** (我很短，但用起来很爽)******************************/
sbit KEY = P3^2;
unsigned char code numtab={0x24,0x6F,0xE0,0x62,0x2B,0x32,0x30,0x67,0x20,0x22,0x21,0x38,0xB4,0x68,0xB0,0xB1};
sfr IAP_CONTR = 0xC7;
sfr WDT_CONTR = 0xC1;
//清除看门狗
void clr_wdt()
{
WDT_CONTR =0x3C;
}
//初始化定时器，产生10ms中断
void InitT0()
{
TMOD = 0x21;
IE |= 0x82;// 12t
TL0=0Xff;
TH0=0Xb7;
TR0 = 1;
}
//定时器中断处理函数
void INTT0(void) interrupt 1 using 1
{
unsigned char i;
TL0=0Xff; //10ms 重装
TH0=0Xb7;
//逻辑定时器处理
for (i=0;i<MAXTASKS;i++){
if (timers>0) {
timers--;
}
}
}
sbit LED1= P2^4;
//任务一，状态机写法
void ontimer0(){
LED1=!LED1; // LED1引脚接在发光管负极，LED1=0 为亮，LED1=1为灭
if (LED1) timers=45; //450mS 灭
else timers=5; //50ms亮
}
//任务二，状态机写法
char keycount=0;
void task1(){
if(KEY==0) {
keycount++;
if (keycount>20) IAP_CONTR = 0x60;
}
else{
keycount=0;
}
timers=5; //重装定时器
}
//这是一个子任务函数
voidsubtask()
{
static char i;
_SS
for(i=0;i<=5;i++){
DelayX(20);
P1=numtab;
}
_EE
}
//任务三，“线程”写法，复杂任务请用这种方式来写，比传统状态机写法更简单，更自然，而且更省ROM！
voidtask2()
{
static char i; //变量请申明为静态的。
_SS
while(1){
for(i=0;i<=9;i++){ //先从0--9快速显示，间隔200mS
DelayX(20);
P1=numtab;
}
for(i=0;i<=9;i++){//然后从0--9慢速显示，间隔500mS
DelayX(50);
P1=numtab;
CallSub(subtask); //顶层任务的任何地方都可以调用子任务
}
//CallSub(subtask); //顶层任务的任何地方都可以调用子任务
}
_EE
}
void main()
{
P3M0 = 0x00;
P3M1 =0x00;
P1 = 0xff; //关LED数码管显示
InitT0(); //初始化定时器，以便产生10ms中断
KEY =1; //按键IO口
while(1){
clr_wdt(); //清除看门狗
//这里，只需运行顶层任务即可
RunTask(ontimer0,0); //ontimer0任务放在第0个任务槽
RunTask(task1,1); //task1任务放在第1个任务槽
RunTask(task2,2); //task2任务放在第2个任务槽
//...还可以增加更多任务
}
}
本帖最后由 holts2 于 2012-11-28 15:39 编辑
抓个板登听课,是不是每个任务只能有一个计时器 ?