如何使用单片机的定时器分配任务的程序结构总结

　　经过这几天做的程序，和以前做电子钟时的感悟，现在对单片机的整个程序结构做一下总结。相信这个总结是很有必要的，在组织大型复杂程序结构时需要有一个正确的理论指导。

　　感觉这种程序结构的很多想法和操作系统非常像，但是毕竟没学过操作系统，有些表述可能不准确，欢迎批评指正。首先介绍一下任务的概念，main函数最后是一个死循环，它就是一个任务，是整个系统最基础的任务。除main函数的主循环无条件执行外，其实每一个进程和任务都是一个有条件跳出的循环，当这个任务没有完成时就会一直在这个循环里，当任务完成了就会从循环跳出，结束这个任务。当然也有一些简单的任务没有循环，就是一些顺序代码执行完了就结束，也可以认为它是一个简单的任务。

　　其实所谓的任务在单片机里本质上也就是一个函数，只不过这个函数可能“没那么容易结束”，需要达到一定的目的才会结束，把这样的函数称作“任务”。如果要完成的是一个很简单的功能，我们可以把这个功能的一小段代码直接放到主循环里，单片机所有的精力都会放在这段代码上（暂不考虑中断）。但是如果程序结构比较复杂，有多种任务可能会处理，主循环可以调用其它的任务函数而转到其它任务，但是一旦跳转到其它任务里，主循环和其它任务都不会得到执行。所以有这么一个特点：由主循环调用的任务都只能单独地运行，进入一个任务，就不能处理其它任务。对于比较大型复杂的系统，main函数的主循环里根本不放要实际处理的代码，而是把所有任务函数归到一起，根据选择进入相应的任务函数，当处理完该任务之后又会回到主循环，由主循环再次分配任务。此时主循环的作用就是调配任务（当然用来调配任务的主循环本身也是一个 最基本的任务），而在被调配的任务里面可能还会再次被该任务调配的子任务。既然主循环用来调配任务，那什么时候该进入什么任务呢？

　　1、 顺序调用。这是最简单的了，几个任务按顺序进行。像飞思卡尔智能车的程序就是这种结构，先进行传感器扫描 - 再进行转向角计算 - 再进行最大速度计算 - 再进行速度控制，就这几个任务不断重复。虽然在主循环里只是简单调用一下函数，而被调用的任务函数可能很复杂，比如转向角计算这个函数，对它支持函数专门写出一个c文件，而这个文件的代码量甚至比main函数所在文件的代码量都要大。

　　2、 可能各个任务之间存在逻辑关系，在各个任务里面直接指定下一个要进入的任务。比如电子钟里面的模式切换，1602从一个界面进入到另一个界面都是由按键控制的。如：在时间界面按下设置键进入到设置界面，按下返回键就进入到logo界面。这一个个界面也就是任务函数，只不过这个任务函数不会自动跳出，而是根据按键情况决定是否跳出、并通知主循环要跳到哪。（每个界面里也会有选择地对其它进程提供的信息进行处理，比如时间界面就会对时间累加进程所提供的时间信息进行显示，同时也会对按键扫描进程提供的按键序号进行处理；而logo界面只会对按键信息进行响应，忽略时间进程提供的时间，但是时间进程仍然在运行，不然时间岂不是不准了。 这些进程都是由定时器进行的，在后面会说。）

　　再如红外遥控的小车，在执行完一个动作之后都会回到ActionNum=0（不执行任何动作）的状态，把主进程释放，可以执行其它类的任务或者进入空闲状态。

　　3、 由定时器分配，整个系统按定时器的节拍运行。

　　电子钟就是这种结构非常典型的例子。由于没用时钟芯片，采用的是8位自动填装定时器每隔200us一次中断来计时的（很准哦），除计时和日期计算以外，要处理的任务还有：1602显示、按键扫描、温度采集和后来添加的电源管理（控制电池充放电）。下面就来讨论一下在时间显示界面里需要做的这么几个任务（时间显示界面本身就是由main函数的主循环调配的一个子任务）：