經(jīng)過(guò)這幾天做的程序，和以前做電子鐘時(shí)的感悟，現(xiàn)在對(duì)單片機(jī)的整個(gè)程序結(jié)構(gòu)做一下總結(jié)。相信這個(gè)總結(jié)是很有必要的，在組織大型復(fù)雜程序結(jié)構(gòu)時(shí)需要有一個(gè)正確的理論指導(dǎo)。

　　感覺(jué)這種程序結(jié)構(gòu)的很多想法和操作系統(tǒng)非常像，但是畢竟沒(méi)學(xué)過(guò)操作系統(tǒng)，有些表述可能不準(zhǔn)確，歡迎批評(píng)指正。首先介紹一下任務(wù)的概念，main函數(shù)最后是一個(gè)死循環(huán)，它就是一個(gè)任務(wù)，是整個(gè)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的任務(wù)。除main函數(shù)的主循環(huán)無(wú)條件執(zhí)行外，其實(shí)每一個(gè)進(jìn)程和任務(wù)都是一個(gè)有條件跳出的循環(huán)，當(dāng)這個(gè)任務(wù)沒(méi)有完成時(shí)就會(huì)一直在這個(gè)循環(huán)里，當(dāng)任務(wù)完成了就會(huì)從循環(huán)跳出，結(jié)束這個(gè)任務(wù)。當(dāng)然也有一些簡(jiǎn)單的任務(wù)沒(méi)有循環(huán)，就是一些順序代碼執(zhí)行完了就結(jié)束，也可以認(rèn)為它是一個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)。

　　其實(shí)所謂的任務(wù)在單片機(jī)里本質(zhì)上也就是一個(gè)函數(shù)，只不過(guò)這個(gè)函數(shù)可能“沒(méi)那么容易結(jié)束”，需要達(dá)到一定的目的才會(huì)結(jié)束，把這樣的函數(shù)稱作“任務(wù)”。如果要完成的是一個(gè)很簡(jiǎn)單的功能，我們可以把這個(gè)功能的一小段代碼直接放到主循環(huán)里，單片機(jī)所有的精力都會(huì)放在這段代碼上（暫不考慮中斷）。但是如果程序結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有多種任務(wù)可能會(huì)處理，主循環(huán)可以調(diào)用其它的任務(wù)函數(shù)而轉(zhuǎn)到其它任務(wù)，但是一旦跳轉(zhuǎn)到其它任務(wù)里，主循環(huán)和其它任務(wù)都不會(huì)得到執(zhí)行。所以有這么一個(gè)特點(diǎn)：由主循環(huán)調(diào)用的任務(wù)都只能單獨(dú)地運(yùn)行，進(jìn)入一個(gè)任務(wù)，就不能處理其它任務(wù)。對(duì)于比較大型復(fù)雜的系統(tǒng)，main函數(shù)的主循環(huán)里根本不放要實(shí)際處理的代碼，而是把所有任務(wù)函數(shù)歸到一起，根據(jù)選擇進(jìn)入相應(yīng)的任務(wù)函數(shù)，當(dāng)處理完該任務(wù)之后又會(huì)回到主循環(huán)，由主循環(huán)再次分配任務(wù)。此時(shí)主循環(huán)的作用就是調(diào)配任務(wù)（當(dāng)然用來(lái)調(diào)配任務(wù)的主循環(huán)本身也是一個(gè) 最基本的任務(wù)），而在被調(diào)配的任務(wù)里面可能還會(huì)再次被該任務(wù)調(diào)配的子任務(wù)。既然主循環(huán)用來(lái)調(diào)配任務(wù)，那什么時(shí)候該進(jìn)入什么任務(wù)呢？

　　1、 順序調(diào)用。這是最簡(jiǎn)單的了，幾個(gè)任務(wù)按順序進(jìn)行。像飛思卡爾智能車的程序就是這種結(jié)構(gòu)，先進(jìn)行傳感器掃描 - 再進(jìn)行轉(zhuǎn)向角計(jì)算 - 再進(jìn)行最大速度計(jì)算 - 再進(jìn)行速度控制，就這幾個(gè)任務(wù)不斷重復(fù)。雖然在主循環(huán)里只是簡(jiǎn)單調(diào)用一下函數(shù)，而被調(diào)用的任務(wù)函數(shù)可能很復(fù)雜，比如轉(zhuǎn)向角計(jì)算這個(gè)函數(shù)，對(duì)它支持函數(shù)專門(mén)寫(xiě)出一個(gè)c文件，而這個(gè)文件的代碼量甚至比main函數(shù)所在文件的代碼量都要大。

　　2、 可能各個(gè)任務(wù)之間存在邏輯關(guān)系，在各個(gè)任務(wù)里面直接指定下一個(gè)要進(jìn)入的任務(wù)。比如電子鐘里面的模式切換，1602從一個(gè)界面進(jìn)入到另一個(gè)界面都是由按鍵控制的。如：在時(shí)間界面按下設(shè)置鍵進(jìn)入到設(shè)置界面，按下返回鍵就進(jìn)入到logo界面。這一個(gè)個(gè)界面也就是任務(wù)函數(shù)，只不過(guò)這個(gè)任務(wù)函數(shù)不會(huì)自動(dòng)跳出，而是根據(jù)按鍵情況決定是否跳出、并通知主循環(huán)要跳到哪。（每個(gè)界面里也會(huì)有選擇地對(duì)其它進(jìn)程提供的信息進(jìn)行處理，比如時(shí)間界面就會(huì)對(duì)時(shí)間累加進(jìn)程所提供的時(shí)間信息進(jìn)行顯示，同時(shí)也會(huì)對(duì)按鍵掃描進(jìn)程提供的按鍵序號(hào)進(jìn)行處理；而logo界面只會(huì)對(duì)按鍵信息進(jìn)行響應(yīng)，忽略時(shí)間進(jìn)程提供的時(shí)間，但是時(shí)間進(jìn)程仍然在運(yùn)行，不然時(shí)間豈不是不準(zhǔn)了。 這些進(jìn)程都是由定時(shí)器進(jìn)行的，在后面會(huì)說(shuō)。）

　　再如紅外遙控的小車，在執(zhí)行完一個(gè)動(dòng)作之后都會(huì)回到ActionNum=0（不執(zhí)行任何動(dòng)作）的狀態(tài)，把主進(jìn)程釋放，可以執(zhí)行其它類的任務(wù)或者進(jìn)入空閑狀態(tài)。

　　3、 由定時(shí)器分配，整個(gè)系統(tǒng)按定時(shí)器的節(jié)拍運(yùn)行。

　　電子鐘就是這種結(jié)構(gòu)非常典型的例子。由于沒(méi)用時(shí)鐘芯片，采用的是8位自動(dòng)填裝定時(shí)器每隔200us一次中斷來(lái)計(jì)時(shí)的（很準(zhǔn)哦），除計(jì)時(shí)和日期計(jì)算以外，要處理的任務(wù)還有：1602顯示、按鍵掃描、溫度采集和后來(lái)添加的電源管理（控制電池充放電）。下面就來(lái)討論一下在時(shí)間顯示界面里需要做的這么幾個(gè)任務(wù)（時(shí)間顯示界面本身就是由main函數(shù)的主循環(huán)調(diào)配的一個(gè)子任務(wù)）：