51单片机多任务操作系统的原理是怎么样的应该如何实现

　　想了很久，要不要写这篇文章？最后觉得对操作系统感兴趣的人还是很多，写吧。我不一定能造出玉，但我可以抛出砖。 包括我在内的很多人都对51使用操作系统呈悲观态度，因为51的片上资源太少。但对于很多要求不高的系统来说，使用操作系统可以使代码变得更直观，易于维护，所以在51上仍有操作系统的生存机会。 流行的uCos，Tiny51等，其实都不适合在2051这样的片子上用，占资源较多，唯有自已动手，以不变应万变，才能让51也有操作系统可用。这篇贴子的目的，是教会大家如何现场写一个OS，而不是给大家提供一个OS版本。提供的所有代码，也都是示例代码，所以不要因为它没什么功能就说LAJI之类的话。如果把功能写全了，一来估计你也不想看了，二来也失去灵活性没有价值了。 下面的贴一个示例出来，可以清楚的看到，OS本身只有不到10行源代码，编译后的目标代码60字节，任务切换消耗为20个机器周期。相比之下，KEIL内嵌的TINY51目标代码为800字节，切换消耗100~700周期。唯一不足之处是，每个任务要占用掉十几字节的堆栈，所以任务数不能太多，用在128B内存的51里有点难度，但对于52来说问题不大。这套代码在36M主频的STC12C4052上实测，切换任务仅需2uS.

　　一。什么是操作系统？

　　人脑比较容易接受“类比”这种表达方式，我就用“公交系统”来类比“操作系统”吧。 当我们要解决一个问题的时候，是用某种处理手段去完成它，这就是我们常说的“方法”，计算机里叫“程序”（有时候也可以叫它“算法”）。 以出行为例，当我们要从A地走到B地的时候，可以走着去，也可以飞着去，可以走直线，也可以绕弯路，只要能从A地到B地，都叫作方法。这种从A地到B的需求，相当于计算机里的“任务”，而实现从A地到B地的方法，叫作“任务处理流程” 很显然，这些走法中，并不是每种都合理，有些傻子都会采用的，有些是傻子都不采会用的。用计算机的话来说就是，有的任务处理流程好，有的任务处理流程好，有的处理流程差。 可以归纳出这么几种真正算得上方法的方法： 有些走法比较快速，适合于赶时间的人;有些走法比较省事，适合于懒人;有些走法比较便宜，适合于穷人。 用计算机的话说就是，有些省CPU，有些流程简单，有些对系统资源要求低。

　　现在我们可以看到一个问题： 如果全世界所有的资源给你一个人用（单任务独占全部资源），那最适合你需求的方法就是好方法。但事实上要外出的人很多，例如 10个人（10个任务），却只有1辆车（1套资源），这叫作“资源争用”。 如果每个人都要使用最适合他需求的方法，那司机就只好给他们一人跑一趟了，而在任一时刻里，车上只有一个乘客。这叫作“顺序执行”，我们可以看到这种方法对系统资源的浪费是严重的。 如果我们没有法力将1台车变成10台车来送这10个人，就只好制定一些机制和约定，让1台车看起来像10台车，来解决这个问题的办法想必大家都知道，那就是制定公交线路。 最简单的办法是将所有旅客需要走的起点与终点串成一条线，车在这条线上开，乘客则自已决定上下车。这就是最简单的公交线路。 它很差劲，但起码解决客人们对车争用。对应到计算机里，就是把所有任务的代码混在一起执行。 这样做既不优异雅，也没效率，于是司机想了个办法，把这些客户叫到一起商量，将所有客人出行的起点与终点罗列出来，统计这些线路的使用频度，然后制定出公交线路：有些路线可以合并起来成为一条线路，而那些不能合并的路线，则另行开辟行车车次，这叫作“任务定义”。另外，对于人多路线，车次排多点，时间上也优先安排，这叫作“任务优先级”。 经过这样的安排后，虽然仍只有一辆车，但运载能力却大多了。这套车次/路线的按排，就是一套“公交系统”。哈，知道什么叫操作系统了吧？它也就是这么样的一种约定.