单片机C语言程序结构实验2,小容量单片机系统的C语言程序结构（２）

在以上的程序代码中，考虑到单片机系统的RAM限制，不能像一些实时OS那样将任务栈建立在RAM中。笔者

将任务栈建立在代码空间，因而不能在程序运行时动态地加入任务，因此要求在程序编译时，任务栈已经确定

。同时，定义一组计数值旗标time_val，记录程序运行时的时间量，并在一个定时器中断中对其进行刷新。改

变时间片刷新中断过程语句Time_Counter:=Time_Unit;中的Time_Unit，可以改变系统时间片的刷新粒度，一般

这个值由系统的最小时间度量值确定。

同时，由任务的执行流程可知，此种系统构造并没有改变其前/后台系统的性质，只是对后台逻辑操作序列

进行了有效管理。同时，如果将任务执行流程进行一些更改，并保证时间片小的任务前置，如下述程序。

do{

for(cnt=0;cnt

if(!time_val[cnt]){

time_val[cnt]=Op[cnt].ms_count;

Op[cnt].proc();

break; //执行完成后，重新进行优先调度

}

}

}while(1);

则系统变为一个以执行频率为优先级的任务调度系统。当然，设置此种方式得非常小心，并要注意时间片

的分配，如果时间片过小，则可能导致执行频率较低的任务难以被执行；而如果存在两个同样的时间片，则更

加危险，可能导致第二个具有相同时间片的任务不被执行，因而，时间片的分配要合理，并保证其唯一性。

2 性能分析与任务拆分

以上两种任务管理方式，前一种按任务栈的顺序与时间片的大小依次进行调度，暂且称其为流水作业调度

；而后一种，且称其为频率优先调度。两种方式各有优缺点。流水作业调度的各任务具有等同优先级，时间片

一到即会被按序调用，时间片大小的次序与唯一性不作要求；缺点是可能导致时间片小的，即要求执行得较快

的任务等待过长的时间。频率优先调度的各任务按其时间片的大小，即执行频率划分优先级，时间片小的任务

，其执行频率高，总是具有较高的优先权，但时间片的分配得协调，否则可能会导致执行频率低的任务长时间

等待。

要特别注意的是，两种方式都有可能导致一些任务长时间等待，时间片所设定的时间也因此不能作为精确

时间的依据，根据系统的要求或需要，甚至要在任务执行过程中进行某些保护工作，如中断屏蔽等，因而在进

行任务规划时要注意。如果一个任务较繁琐或可能要等待很长时间，则应当考虑任务的拆分，把一个较大的任

务细化为较小的任务，把一个费时长的任务划分为多个费时小的任务，协同完成其功能。如在等待时间长的情

况下，可附加一个定时任务，定时任务到则发送一个消息旗标，主过程没有检测到消息旗标就马上返回，否则

继续执行。下面是示例代码，假定该任务将等待很长时间，现将其拆分为两个任务proc1与proc2协同完成原来

的工作，proc1每100个时间单位执行一次，而proc2每200个时间单位执行一次。

//定义两个任务，并将其加入到任务栈中。

code _op_ Op[proc_cnt]={…，{proc1，100}，{proc2，200}};

data int time1_Seg; //定义一个全局旗标

//任务实现

void proc1(void){

if (time1_Seg)

exit;

else

time1_Seg=const_Time1; //如果时间到了，则恢复初值并

//接着执行下列代码。

… //任务实际执行代码

}

void proc2(void){

if(time1_Seg)

time1_Seg--;

}

由上例可以看出，任务拆分后，几乎不占过多的CPU时间，使得任务的等待时间大减，让CPU有足够的时间

进行任务管理与调度。同时也让程序的结构性与可读性大为加强。

结 语

基于上述思路与结构对IC卡电表工作程序进行全部改写后，系统的结构性能得到了很大改善。全部编写完

成后，程序代码量约为3KB多一点，可见此种结构的程序构造并不会造成很大的系统开销(大部分开销是由于使

用C的结果)，却使开发得到了简化。这只要将系统细分为一系列任务，然后加入到任务栈进行编译即可，很适

合小容量单片机系统的开发，而笔者也在多个系统中成功地应用了此种结构。