在工作中經過摸索實驗，總結出單片機大致應用程序的架構有三種：1. 簡單的前后臺順序執行程序，這類寫法是大多數人使用的方法，不需用思考程序的具體架構，直接通過執行順序編寫應用程序即可。2. 時間片輪詢法，此方法是介于順序執行與操作系統之間的一種方法。3. 操作系統，此法應該是應用程序編寫的最高境界。 下面就分別談談這三種方法的利弊和適應范圍等。 一、順序執行法 這種方法，這應用程序比較簡單，實時性，并行性要求不太高的情況下是不錯的方法，程序設計簡單，思路比較清晰。但是當應用程序比較復雜的時候，如果沒有一個完整的流程圖，恐怕別人很難看懂程序的運行狀態，而且隨著程序功能的增加，編寫應用程序的工程師的大腦也開始混亂。即不利于升級維護，也不利于代碼優化。本人寫個幾個比較復雜一點的應用程序，剛開始就是使用此法，最終雖然能夠實現功能，但是自己的思維一直處于混亂狀態。導致程序一直不能讓自己滿意。 這種方法大多數人都會采用，而且我們接受的教育也基本都是使用此法。對于我們這些基本沒有學習過數據結構，程序架構的單片機工程師來說，無疑很難在應用程序的設計上有一個很大的提高，也導致了不同工程師編寫的應用程序很難相互利于和學習。 本人建議，如果喜歡使用此法的網友，如果編寫比較復雜的應用程序，一定要先理清頭腦，設計好完整的流程圖再編寫程序，否則后果很嚴重。當然應該程序本身很簡單，此法還是一個非常必須的選擇。 下面就寫一個順序執行的程序模型，方便和下面兩種方法對比：

代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : main()
* Description : 主函數
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
int main(void)
{
uint8 keyValue; InitSys(); // 初始化 while (1)
{
TaskDisplayClock();
keyValue = TaskKeySan();
switch (keyValue)
{
case x: TaskDispStatus(); break;
...
default: break;
}
}
}
二、時間片輪詢法 時間片輪詢法，在很多書籍中有提到，而且有很多時候都是與操作系統一起出現，也就是說很多時候是操作系統中使用了這一方法。不過我們這里要說的這個時間片輪詢法并不是掛在操作系統下，而是在前后臺程序中使用此法。也是本貼要詳細說明和介紹的方法。 對于時間片輪詢法，雖然有不少書籍都有介紹，但大多說得并不系統，只是提提概念而已。下面本人將詳細介紹這種模式，并參考別人的代碼建立的一個時間片輪詢架構程序的方法，我想將給初學者有一定的借鑒性。 在這里我們先介紹一下定時器的復用功能。 使用1個定時器，可以是任意的定時器，這里不做特殊說明，下面假設有3個任務，那么我們應該做如下工作： 1.初始化定時器，這里假設定時器的定時中斷為1ms(當然你可以改成10ms，這個和操作系統一樣，中斷過于頻繁效率就低，中斷太長，實時性差)。 2.定義一個數值： 代 碼 #define TASK_NUM (3)// 這里定義的任務數為3，表示有三個任務會使用此定時器定時。 uint16 TaskCount[TASK_NUM]; // 這里為三個任務定義三個變量來存放定時值 uint8 TaskMark[TASK_NUM];// 同樣對應三個標志位，為0表示時間沒到，為1表示定時時間到。 3.在定時器中斷服務函數中添加： 代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : TimerInterrupt()
* Description : 定時中斷服務函數
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TimerInterrupt(void)
{
uint8 i;

for (i=0; i {
if (TaskCount[i])
{
TaskCount[i]--;
if (TaskCount[i] == 0)
{
TaskMark[i] = 0x01;
}
}
}
}代碼解釋：定時中斷服務函數，在中斷中逐個判斷，如果定時值為0了，表示沒有使用此定時器或此定時器已經完成定時，不著處理。否則定時器減一，知道為零時，相應標志位值1，表示此任務的定時值到了。 4.在我們的應用程序中，在需要的應用定時的地方添加如下代碼，下面就以任務1為例： 代 碼 TaskCount[0] = 20;// 延時20ms TaskMark[0]= 0x00; // 啟動此任務的定時器 到此我們只需要在任務中判斷TaskMark[0]是否為0x01即可。其他任務添加相同，至此一個定時器的復用問題就實現了。用需要的朋友可以試試，效果不錯哦。。。。。。。。。。。 通過上面對1個定時器的復用我們可以看出，在等待一個定時的到來的同時我們可以循環判斷標志位，同時也可以去執行其他函數。 循環判斷標志位：那么我們可以想想，如果循環判斷標志位，是不是就和上面介紹的順序執行程序是一樣的呢？一個大循環，只是這個延時比普通的for循環精確一些，可以實現精確延時。 執行其他函數：那么如果我們在一個函數延時的時候去執行其他函數，充分利用CPU時間，是不是和操作系統有些類似了呢？但是操作系統的任務管理和切換是非常復雜的。下面我們就將利用此方法架構一直新的應用程序。 時間片輪詢法的架構：1.設計一個結構體： 代 碼 // 任務結構
typedef struct _TASK_COMPONENTS
{
uint8 Run; // 程序運行標記：0-不運行，1運行
uint8 Timer; // 計時器
uint8 ItvTime;// 任務運行間隔時間
void (*TaskHook)(void);// 要運行的任務函數
} TASK_COMPONENTS;// 任務定義 這個結構體的設計非常重要，一個用4個參數，注釋說的非常詳細，這里不在描述。 2.任務運行標志出來，此函數就相當于中斷服務函數，需要在定時器的中斷服務函數中調用此函數，這里獨立出來，并于移植和理解。 代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskRemarks()
* Description : 任務標志處理
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskRemarks(void)
{
uint8 i; for (i=0; i {
if (TaskComps[i].Timer) // 時間不為0
{
TaskComps[i].Timer--; // 減去一個節拍
if (TaskComps[i].Timer == 0) // 時間減完了
{
TaskComps[i].Timer = TaskComps[i].ItvTime; // 恢復計時器值，從新下一次
TaskComps[i].Run = 1; // 任務可以運行
}
}
}
} 大家認真對比一下次函數，和上面定時復用的函數是不是一樣的呢？ 3.任務處理： 代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskProcess()
* Description : 任務處理
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskProcess(void)
{
uint8 i; for (i=0; i {
if (TaskComps[i].Run) // 時間不為0
{
TaskComps[i].TaskHook(); // 運行任務
TaskComps[i].Run = 0; // 標志清0
}
}
}

此函數就是判斷什么時候該執行那一個任務了，實現任務的管理操作，應用者只需要在main()函數中調用此函數就可以了，并不需要去分別調用和處理任務函數。

到此，一個時間片輪詢應用程序的架構就建好了，大家看看是不是非常簡單呢？此架構只需要兩個函數，一個結構體，為了應用方面下面將再建立一個枚舉型變量。

下面就說說怎樣應用吧，假設我們有三個任務：時鐘顯示，按鍵掃描，和工作狀態顯示。

1.定義一個上面定義的那種結構體變量：

代 碼 /**************************************************************************************
* Variable definition
**************************************************************************************/
static TASK_COMPONENTS TaskComps[] =
{
{0, 60, 60, TaskDisplayClock}, // 顯示時鐘
{0, 20, 20, TaskKeySan}, // 按鍵掃描
{0, 30, 30, TaskDispStatus}, // 顯示工作狀態 // 這里添加你的任務。。。。 }; 在定義變量時，我們已經初始化了值，這些值的初始化，非常重要，跟具體的執行時間優先級等都有關系，這個需要自己掌握。 ①大概意思是，我們有三個任務，沒1s執行以下時鐘顯示，因為我們的時鐘最小單位是1s，所以在秒變化后才顯示一次就夠了。 ②由于按鍵在按下時會參數抖動，而我們知道一般按鍵的抖動大概是20ms，那么我們在順序執行的函數中一般是延伸20ms，而這里我們每20ms掃描一次，是非常不錯的出來，即達到了消抖的目的，也不會漏掉按鍵輸入。 ③為了能夠顯示按鍵后的其他提示和工作界面，我們這里設計每30ms顯示一次，如果你覺得反應慢了，你可以讓這些值小一點。后面的名稱是對應的函數名，你必須在應用程序中編寫這函數名稱和這三個一樣的任務。 2.任務列表： 代 碼 // 任務清單
typedef enum _TASK_LIST
{
TAST_DISP_CLOCK, // 顯示時鐘
TAST_KEY_SAN, // 按鍵掃描
TASK_DISP_WS, // 工作狀態顯示
// 這里添加你的任務。。。。
TASKS_MAX // 總的可供分配的定時任務數目
} TASK_LIST; 好好看看，我們這里定義這個任務清單的目的其實就是參數TASKS_MAX的值，其他值是沒有具體的意義的，只是為了清晰的表面任務的關系而已。 3.編寫任務函數： 代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskDisplayClock()
* Description : 顯示任務 * EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskDisplayClock(void)
{ } /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskKeySan()
* Description : 掃描任務
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskKeySan(void)
{
} /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskDispStatus()
* Description : 工作狀態顯示
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskDispStatus(void)
{
} // 這里添加其他任務。。。。。。。。。 現在你就可以根據自己的需要編寫任務了。 4.主函數： 代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : main()
* Description : 主函數
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
int main(void)
{
InitSys(); // 初始化 while (1)
{
TaskProcess(); // 任務處理
}
}
到此我們的時間片輪詢這個應用程序的架構就完成了，你只需要在我們提示的地方添加你自己的任務函數就可以了。是不是很簡單啊，有沒有點操作系統的感覺在里面？ 不防試試把，看看任務之間是不是相互并不干擾？并行運行呢？當然重要的是，還需要，注意任務之間進行數據傳遞時，需要采用全局變量，除此之外還需要注意劃分任務以及任務的執行時間，在編寫任務時，盡量讓任務盡快執行完成。。。。。。。。 三、操作系統 操作系統的本身是一個比較復雜的東西，任務的管理，執行本事并不需要我們去了解。但是光是移植都是一件非常困難的是，雖然有人說過“你如果使用過系統，將不會在去使用前后臺程序”。但是真正能使用操作系統的人并不多，不僅是因為系統的使用本身很復雜，而且還需要購買許可證（ucos也不例外，如果商用的話）。 這里本人并不想過多的介紹操作系統本身，因為不是一兩句話能過說明白的，下面列出UCOS下編寫應該程序的模型。大家可以對比一下，這三種方式下的各自的優缺點。
代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : main()
* Description : 主函數
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
int main(void)
{
OSInit(); // 初始化uCOS-II OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskStart, // 任務指針
(void *) 0, // 參數
(OS_STK *) &TaskStartStk[TASK_START_STK_SIZE - 1], // 堆棧指針
(INT8U ) TASK_START_PRIO); // 任務優先級 OSStart(); // 啟動多任務環境

return (0);
} 代 碼 /**************************************************************************************
* FunctionName : TaskStart()
* Description : 任務創建，只創建任務，不完成其他工作
* EntryParameter : None
* ReturnValue : None
**************************************************************************************/
void TaskStart(void* p_arg)
{
OS_CPU_SysTickInit(); // Initialize the SysTick. #if (OS_TASK_STAT_EN > 0)
OSStatInit(); // 這東西可以測量CPU使用量
#endif OSTaskCreate((void (*) (void *)) TaskLed,// 任務1
(void *) 0, // 不帶參數
(OS_STK *) &TaskLedStk[TASK_LED_STK_SIZE - 1], // 堆棧指針
(INT8U ) TASK_LED_PRIO); // 優先級 // Here the task of creating your

while (1)
{
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100);
}
}
不難看出，時間片輪詢法優勢還是比較大的，即由順序執行法的優點，也有操作系統的優點。結構清晰，簡單，非常容易理解。 延伸閱讀：

你是單片機高手，還是菜鳥？看看程序框架就知道了

從大學參加電子設計大賽到現在，在單片機學習的道路上也有幾年的摸索了，把自己的一些心得體會分享給大家。

初學單片機時，往往都會糾結于其各個模塊功能的應用，如串口（232，485）對各種功能IC的控制,電機控制PWM，中斷應用，定時器應用，人機界面應用，CAN總線等. 這是一個學習過程中必需的階段，是基本功。很慶幸，在參加電子設計大賽賽前培訓時，MCU周圍的控制都訓練的很扎實。經過這個階段后，后來接觸不同的MCU就會發現，都大同小異，各有各的優勢而已，學任何一種新的MCU都很容易入手包括一些復雜的處理器。而且對MCU的編程控制會提升一個高度概況——就是對各種外圍進行控制(如果是對復雜算法的運算就會用DSP了），而外圍與MCU的通信方式一般也就幾種時序：IIC,SPI,intel8080,M6800。這樣看來MCU周圍的編程就是一個很簡單的東西了。

然而這只是嵌入式開發中的一點皮毛而已，在接觸過多種MCU,接觸過復雜設計要求，跑過操作系統等等后，我們在回到單片機的裸機開發時，就不知不覺的就會考慮到整個程序設計的架構問題；一個好的程序架構，是一個有經驗的工程師和一個初學者的分水嶺。

以下是我對單片機程序框架以及開發中一些常用部分的認識總結：

任何對時間要求苛刻的需求都是我們的敵人，在必要的時候我們只有增加硬件成本來消滅它；比如你要8個數碼管來顯示，我們在沒有相關的硬件支持的時候必須用MCU以動態掃描的方式來使其工作良好；而動態掃描將或多或少的阻止了MCU處理其他的事情。在MCU負擔很重的場合，我會選擇選用一個類似max8279外圍ic來解決這個困擾；

然而慶幸的是，有著許多不是對時間要求苛刻的事情：

例如鍵盤的掃描，人們敲擊鍵盤的速率是有限的，我們無需實時掃描著鍵盤，甚至可以每隔幾十ms才去掃描一下；然而這個幾十ms的間隔，我們的MCU還可以完成許多的事情；

單片機雖然是裸機奔跑，但是往往現實的需要決定了我們必須跑出操作系統的姿態——多任務程序；

比如一個常用的情況有4個任務：

1、鍵盤掃描；

2、led數碼管顯示；

3、串口數據需要接受和處理;

4、串口需要發送數據；

如何來構架這個單片機的程序將是我們的重點；

讀書時代的我會把鍵盤掃描用查詢的方式放在主循環中，而串口接收數據用中斷，在中斷服務函數中組成相應的幀格式后置位相應的標志位，在主函數的循環中進行數據的處理，串口發送數據以及led的顯示也放在主循環中；

這樣整個程序就以標志變量的通信方式，相互配合的在主循環和后臺中斷中執行；

然而必須指出其不妥之處：

每個任務的時間片可能過長，這將導致程序的實時性能差。如果以這樣的方式在多加幾個任務，使得一個循環的時間過長，可能鍵盤掃描將很不靈敏。所以若要建立一個良好的通用編程模型，我們必須想辦法，消去每個任務中費時間的部分以及把每個任務再次分解；下面來細談每個任務的具體措施：

1、鍵盤掃描

鍵盤掃描是單片機的常用函數，以下指出常用的鍵盤掃描程序中，嚴重阻礙系統實時性能的地方；

眾所周知，一個鍵按下之后的波形是這樣的（假定低有效）：

在有鍵按下后，數據線上的信號出現一段時間的抖動，然后為低，然后當按鍵釋放時，信號抖動一段時間后變高。當然，在數據線為低或者為高的過程中，都有可能出現一些很窄的干擾信號。

unsigned char kbscan(void)

{

unsigned char sccode,recode;

P2=0xf8;

if ((P2&0xf8)!=0xf8)

{

delay(100); //延時20ms去抖--------這里太費時了，很糟糕

if((P2&0xf8)!=0xf8)

{

sccode=0xfe;

while((sccode&0x08)!=0)

{

P2=sccode;

if ((P2&0xf8)!=0xf8)

break;

sccode=(sccode<<1)|0x01;

}

recode=(P2&0xf8)|0x0f;

return(sccode&recode);

}

}

return (KEY_NONE);

}

鍵盤掃描是需要軟件去抖的，這沒有爭議，然而該函數中用軟件延時來去抖（ms級別的延時），這是一個維持系統實時性能的一個大忌諱；

一般還有一個判斷按鍵釋放的代碼：

While( kbscan() != KEY_NONE)

; //死循環等待

這樣很糟糕，如果把鍵盤按下一直不放，這將導致整個系統其它的任務也不能執行，這將是個很嚴重的bug。

有人會這樣進行處理：

While(kbsan() != KEY_NONE )

{

Delay(10);

If(Num++ > 10)

Break;

}

即在一定得時間內，如果鍵盤一直按下，將作為有效鍵處理。這樣雖然不導致整個系統其它任務不能運行，但也很大程度上，削弱了系統的實時性能，因為他用了延時函數；

我們用兩種有效的方法來解決此問題：

1、在按鍵功能比較簡單的情況下，我們仍然用上面的kbscan()函數進行掃描，只是把其中去抖用的軟件延時去了，把去抖以及判斷按鍵的釋放用一個函數來處理，它不用軟件延時，而是用定時器的計時（用一般的計時也行）來完成；代碼如下

void ClearKeyFlag(void)

{

KeyDebounceFlg = 0;

KeyReleaseFlg = 0;

}

void ScanKey(void)

{

++KeyDebounceCnt;//去抖計時（這個計時也可以放在后臺定時器計時函數中處理）

KeyCode = kbscan();

if (KeyCode != KEY_NONE)

{

if (KeyDebounceFlg)//進入去抖狀態的標志位

{

if (KeyDebounceCnt > DEBOUNCE_TIME)//大于了去抖規定的時間

{

if (KeyCode == KeyOldCode)//按鍵依然存在，則返回鍵值

{

KeyDebounceFlg = 0;

KeyReleaseFlg = 1;//釋放標志

return; //Here exit with keycode

}

ClearKeyFlag(); //KeyCode != KeyOldCode，只是抖動而已

}

}else{

if (KeyReleaseFlg == 0)

{

KeyOldCode = KeyCode;

KeyDebounceFlg = 1;

KeyDebounceCnt = 0;

}else{

if (KeyCode != KeyOldCode)

ClearKeyFlag();

}

}

}else{

ClearKeyFlag();//沒有按鍵則清零標志

}

KeyCode = KEY_NONE;

}

在按鍵情況較復雜的情況，如有長按鍵，組合鍵，連鍵等一些復雜功能的按鍵時候，我們跟傾向于用狀態機來實現鍵盤的掃描；

//

avr 單片機 中4*3掃描狀態機實現

char read_keyboard_FUN2()

{

static char key_state = 0, key_value, key_line,key_time;

char key_return = No_key,i;

switch (key_state)

{

case 0: //最初的狀態，進行3*4的鍵盤掃描

key_line = 0b00001000;

for (i=1; i<=4; i++) // 掃描鍵盤?

{

PORTD = ~key_line; // 輸出行線電平

PORTD = ~key_line; // 必須送2次！?。。ㄗ?）

key_value = Key_mask & PIND; // 讀列電平

if (key_value == Key_mask)

key_line <<= 1; // 沒有按鍵，繼續掃描?

else

{

key_state++; // 有按鍵，停止掃描

break; // 轉消抖確認狀態

}

}

break;

case 1: //此狀態來判斷按鍵是不是抖動引起的

if (key_value == (Key_mask & PIND)) // 再次讀列電平，

{

key_state++; // 轉入等待按鍵釋放狀態

key_time=0;

}

else

key_state--; // 兩次列電平不同返回狀態0，（消抖處理）

break;

case 2: // 等待按鍵釋放狀態

PORTD = 0b00000111; // 行線全部輸出低電平

PORTD = 0b00000111; // 重復送一次

if ( (Key_mask & PIND) == Key_mask)

{

key_state=0; // 列線全部為高電平返回狀態0

key_return= (key_line | key_value);//獲得了鍵值

}

else if(++key_time>=100)//如果長時間沒有釋放

{

key_time=0;

key_state=3;//進入連鍵狀態

key_return= (key_line | key_value);

}

break;

case 3://對于連鍵，每隔50ms就得到一次鍵值，windows xp 系統就是這樣做的

PORTD = 0b00000111; // 行線全部輸出低電平

PORTD = 0b00000111; // 重復送一次

if ( (Key_mask & PIND) == Key_mask)

key_state=0; // 列線全部為高電平返回狀態0

else if(++key_time>=5) //每隔50MS為一次連擊的按鍵

{

key_time=0;

key_return= (key_line | key_value);

}

break;

}

return key_return;

}

以上用了4個狀態，一般的鍵盤掃描只用前面3個狀態就可以了，后面一個狀態是為增加“連鍵”功能設計的。連鍵——即如果按下某個鍵不放，則迅速的多次響應該鍵值，直到其釋放。在主循環中每隔10ms讓該鍵盤掃描函數執行一次即可；我們定其時限為10ms,當然要求并不嚴格。

2、數碼管的顯示

一般情況下我們用的八位一體的數碼管，采用動態掃描的方法來完成顯示；非常慶幸人眼在高于50hz以上的閃爍時發現不了的。所以我們在動態掃描數碼管的間隔時間是充裕的。這里我們定其時限為4ms(250HZ) ，用定時器定時為2ms,在定時中斷程序中進行掃描的顯示，每次只顯示其中的一位；當然時限也可以弄長一些，更推薦的方法是把顯示函數放入主循環中，而定時中斷中置位相應的標志位即可；

// Timer 0 比較匹配中斷服務,4ms定時

interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void)

{

display(); // 調用LED掃描顯示

……………………

}

void display(void) // 8位LED數碼管動態掃描函數

{

PORTC = 0xff; // 這里把段選都關閉是很必要的，否則數碼管會產生拖影

PORTA = led_7[dis_buff[posit]];

PORTC = position[posit];

if (++posit >=8 )

posit = 0;

}

3、串口接收數據幀

串口接收時用中斷方式的，這無可厚非。但如果你試圖在中斷服務程序中完成一幀數據的接收就麻煩大了。永遠記住，中斷服務函數越短越好，否則影響這個程序的實時性能。一個數據幀一般包括若干個字節，我們需要判斷一幀是否完成，校驗是否正確。在這個過程中我們不能用軟件延時，更不能用死循環等待等方式；

所以我們在串口接收中斷函數中，只是把數據放置于一個緩沖隊列中。

至于組成幀，以及檢查幀的工作我們在主循環中解決，并且每次循環中我們只處理一個數據，每個字節數據的處理間隔的彈性比較大，因為我們已經緩存在了隊列里面。

/*==========================================

功能：串口發送接收的時間事件

說明：放在大循環中每10ms一次

輸出：none

輸入：none

==========================================*/

void UARTimeEvent(void)

{

if (TxTimer != 0)//發送需要等待的時間遞減

--TxTimer;

if (++RxTimer > RX_FRAME_RESET) //

RxCnt = 0; //如果接受超時（即不完整的幀或者接收一幀完成），把接收的不完整幀覆蓋

}

/*==========================================

功能：串口接收中斷

說明：接收一個數據，存入緩存

輸出：none

輸入：none

==========================================*/

interrupt [USART_RXC] void uart_rx_isr(void)

{

INT8U status,data;

status = UCSRA;

data = UDR;

if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0){

RxBuf[RxBufWrIdx] = data;

if (++RxBufWrIdx == RX_BUFFER_SIZE) //接收數據于緩沖中

RxBufWrIdx = 0；

if (++RxBufCnt == RX_BUFFER_SIZE){

RxBufCnt = 0;

//RxBufferOvf=1;

}

}

}

/*==========================================

功能：串口接收數據幀

說明：當非0輸出時，收到一幀數據

放在大循環中執行

輸出：==0:沒有數據幀

!=0:數據幀命令字

輸入：none

==========================================*/

INT8U ChkRxFrame(void)

{

INT8U dat;

INT8U cnt;

INT8U sum;

INT8U ret;

ret = RX_NULL;

if (RxBufCnt != 0){

RxTimer = 0; //清接收計數時間，UARTimeEvent()中對于接收超時做了放棄整幀數據的處理

//Display();

cnt = RxCnt;

dat = RxBuf[RxBufRdIdx]; // Get Char

if (++RxBufRdIdx == RX_BUFFER_SIZE)

RxBufRdIdx = 0;

Cli();

--RxBufCnt;

Sei();

FrameBuf[cnt++] = dat;

if (cnt >= FRAME_LEN)// 組成一幀

{

sum = 0;

for (cnt = 0;cnt < (FRAME_LEN - 1);cnt++)

sum+= FrameBuf[cnt];

if (sum == dat)

ret = FrameBuf[0];

cnt = 0;

}

RxCnt = cnt;

}

return ret;

}

以上的代碼ChkRxFrame()可以放于串口接收數據處理函數RxProcess() 中，然后放入主循環中執行即可。以上用一個計時變量RxTimer，很微妙的解決了接收幀超時的放棄幀處理，它沒有用任何等待，而且主循環中每次只是接收一個字節數據，時間很短。

我們開始架構整個系統的框架：

我們選用一個系統不常用的TIMER來產生系統所需的系統基準節拍，這里我們選用4ms；

在meg8中我們代碼如下：

// Timer 0 overflow interrupt service routine

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)

{

// Reinitialize Timer 0 value

TCNT0=0x83;

// Place your code here

if ((++Time1ms & 0x03) == 0)

TimeIntFlg = 1;

}

然后我們設計一個TimeEvent()函數，來調用一些在以指定的頻率需要循環調用的函數，

比如每個4ms我們就進行喂狗以及數碼管動態掃描顯示，每隔1s我們就調用led閃爍程序，每隔20ms我們進行鍵盤掃描程序；

void TimeEvent (void)

{

if (TimeIntFlg){

TimeIntFlg = 0;

ClearWatchDog();

display(); // 在4ms事件中，調用LED掃描顯示，以及喂狗

if (++Time4ms > 5){

Time4ms = 0;

TimeEvent20ms()；//在20ms事件中，我們處理鍵盤掃描read_keyboard_FUN2()

if (++Time100ms > 10){

Time100ms = 0;

TimeEvent1Hz();// 在1s事件中，我們使工作指示燈閃爍

}

}

UARTimeEvent();//串口的數據接收事件，在4ms事件中處理

}

}

顯然整個思路已經很清晰了，cpu需要處理的循環事件都可以根據其對于時間的要求很方便的加入該函數中。但是我們對這事件有要求：

執行速度快，簡短，不能有太長的延時等待，其所有事件一次執行時間和必須小于系統的基準時間片4ms（根據需要可以加大系統基準節拍）。

所以我們的鍵盤掃描程序，數碼管顯示程序，串口接收程序都如我先前所示。如果逼不得已需要用到較長的延時（如模擬IIc時序中用到的延時）

我們設計了這樣的延時函數：

void RunTime250Hz (INT8U delay)//此延時函數的單位為4ms(系統基準節拍)

{

while (delay){

if (TimeIntFlg){

--delay;

TimeEvent();

}

TxProcess();

RxProcess();

}

}

我們需要延時的時間=delay*系統記住節拍4ms,此函數就確保了在延時的同時，我們其它事件（鍵盤掃描，led顯示等）也并沒有被耽誤；

好了這樣我們的主函數main()將很簡短：

Void main (voie)

{

Init_all();

while (1)

{

TimeEvent(); //對于循環事件的處理

RxProcess(); //串口對接收的數據處理

TxProcess();// 串口發送數據處理

}

}

整體看來我們的系統就成了將近一個萬能的模版了，根據自己所選的cpu,選個定時器，在添加自己的事件函數即可，非常靈活方便實用，一般的單片機能勝任的場合，該模版都能搞定。

整個系統以全局標志作為主線，形散神不散；系統耗費比較小，只是犧牲了一個Timer而已，在資源缺乏的單片機中，非常適合；曾經看過一個網友的模版“單片機實用系統”，其以51為例子寫的，整體思路和這個差不多，不過他寫得更為規范緊湊，非常欣賞；但個人覺得代碼開銷量要大些，用慣了都一樣哦。但是由于本系統以全局標志為驅動事件，所以比較感覺比較凌亂，全局最好都做好注釋，而其要注意一些隱形的函數遞歸情況，千萬不要遞歸的太深哦（有的單片機不支持）。

原文標題：實用：牛人總結的單片機三種應用程序架構！

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