单片机裸编思考之消除软件延时

听了一次培训课-高质量C编程，受益匪浅。听过那次培训，我就在想，怎么形成一种自己的编程风格，怎么有一个自己的裸编架构？

通过自己查阅书籍、资料、相关帖子，有一些收获，现记录如下，以便查阅。

单片机的编程风格，我不想做过多的谈论，只要代码清晰，便于阅读，适合自己即可。推荐一本书-----编程匠艺之编写卓越的代码，很不错。

单片机裸编架构，这个是新手往往最容易忽略的问题。因为新手刚开始只是注重C语法，单片机模块使用，等等。无可厚非，这些都是大厦的基石，没有这些，也无从讨论架构。

所有的新手都是从如下架构开始，其中的函数都是阻塞式方式：

main()

{

/****初始化函数*****/

................................

while(1)

{

task1();

task2();

......

}
}

当然这种架构是最简单，也是最容易理解的。因为对于入门的学员来说，无非是点亮一个LED，闪烁，点亮数码管，等简单的任务，任务不多，实时要求又很低，所以这种架构基本都能应付。

假如我有三个任务，task1()，task2()，task3()，task3()是对于上位机的回应，对于时间上有要求。task1()是LED灯的闪烁，task2()是按键检测。我们一般都是利用软件延时函数delay_ms来做灯闪烁的延时和按键消抖，这中就是阻塞式方式。由于task3()是对于上位机的应答，什么时候上位机来数据，不能确定，还要及时作出回应，最坏的情况是开开始执行task1()，上位机数据就来了，作出回应的时间为灯闪烁延时+按键消抖延时，都是ms级（代码执行时间可忽略），我们不能忍受。怎么办呢？我认为最好的办法就是在执行一些无用的延时指令的时候把控制权释放掉，让其他任务执行。下面是我思考的方法：

对于按键：

方案1：把按键采集函数放到定时器中断里，这样就不需要延时了。

方案2：先做一个软件定时器或者叫软件延时器，当然是基于硬件定期实现的，按键函数在延时的时候不断查询标志位。如果这样做，按键函数必须经过改造，它要具有如下功能：能够主动退出，并在下次调用时间能够从上次的退出点执行。有人说这不就是操作系统才能时间的功能吗，时间任务调度？我们可用协程的方法来模拟操作系统的任务调度。具体实现方法用C语言的switch语法或者GNU的&&语法。伪代码历程如下：

unsigend char state=0;

unsigend chari=0;

unsigend charkey_value_read_last=常态;//上次值，常态及无动作值

unsigend charkey_value_read_current=常态;//当前值

unsigend charkey_value_user_last=常态;//上次值

unsigend charkey_value_user_current=常态;//当前值

void KEY(void)

{

#deifne KEY_READ_TIMES10

switch(state)

{

case 0:

key_value_read_current=KEY_IO;

i++;

state++;

启动软件定时器；

if(key_value_read_last !=key_value_read_current)//消抖

{

key_value_read_last =key_value_read_current;

i=0;

break;

}

if(i>=KEY_READ_TIMES)//获取按键值

{

i=0;

if(key_value_read_current!=key_value_user_last)

{

key_value_user_last=key_value_read_current;//防止用户未松开按键，按键一直有效(无须做按键松开检测)

if(key_value_user_current !=常态)key_value_user_current=key_value_read_current;//需用户清除标志位

}

}

break;

case 1:

if(软件定时器有效)

{

软件定时器标志清零；

state=0;
}

break;

}

}

void KEY_USER(void)

{

if(key_value_user_current != 常态)

{

key_value_user_current= 常态;//清除标志位

//用户代码

}

}

上面的例子，就是一个按键函数改后的例子，由于没有用户栈的概念，所以函数不能保存局部变量，要么定义为static，要么用全局的，根据面向对象的思路，把按键函数的数据封装为一个struct。

LDE函数也一样。通过上面的例子我们发现，在裸编的时候，我们主要任务是消除任务里的延时等待，或者一个任务分解为几个小的任务，每当完成一小步，就主动释放控制权，等待下载调用，直到完成这个任务。