分時操作系統思想在單片機中的實現
加入技術交流群
2.單片機分時系統的軟件設計
為了合理實現單片機分時系統，還須有完善的調度機制。完善的調度機制主要由調度指針和調度表組成。系統的調度分成兩級，一是“路”的調度，相當于指示程序橫向進行：從第一路的某一作業到第二路的某一作業，從第二路的某一作業再到第三路的某一作業……從最后一路回到第一路，循環往復。“路”調度的調度指針變化規律是固定不變的，算法簡單，即遞增一或遞減一，循環到頭后，再返回到起始。相對應的“路”調度指針還應構造“路”調度表。“路”調度表每一項表示各“路”程序入口地址及跳轉指令。以MCS-51單片機為例，采用AJMP addr11作為每一項的內容，則調度表的每一表項占2個字節；當程序較長超過2K字節，則采用LJMP addr16作為每一項內容，占3個字節。所設計的單片機系統共有多少“路”，該調度表就有多少項數。二是作業調度，即相當于指示程序縱向進行：從某一路的第一作業指向該路第二作業，第二作業指向第四作業……也有從第六作業指回第三作業的等等。因稍復雜任務的流向都不可能是單方向性的，從上一作業流到下一作業都要根據系統的檢測或運算結果來決定，因此作業調度指針的變化是隨機決定的。作業調度表的構成形式與“路”調度表相同，每一項表示各作業模塊的程序入口地址及跳轉指令。作業調度表指示出各作業執行的一般先后次序，表項數等于一路任務的最大作業數。為了分清每路的任務進程，單片機系統要控制多少路就必須有多少個作業調度指針及相應作業調度表。以上兩級指針都為1個字節的整數變量。調度指針與調度表的聯系是通過指令JMP @A+DPTR實現的。DPTR中是調度表的首地址。累加器A中的內容是調度指針的整數倍，若表項內容是AJMP addr11，則A的值為調度指針乘2；若表項內容是LJMP addr16，則A的值為調度指針乘3。本文引用地址：http://www.104case.com/article/173040.htm
除了以上主程序的調度設計外，各個作業中共同的功能應放在中斷中實現，主要是放在定時器中斷。如計時功能應放在定時器定時中斷中實現，定時參數的選 擇應考慮到系統各個作業中各種計時的要求，定時頻率一般為最小計時頻率的整數倍。任何軟件延時都是不允許的。 實現分時控制的關鍵是在于合理地將系統的功能分解成各個作業模塊。作業模塊分得越細系統的實時性就越好。雖然單片機的時鐘頻率較低，在實際應用中當各個作 業模塊被細分成各個“動作”及簡單的運算后，分時系統的實時性是能得到保證的。缺點就是各“路”的控制處理程序被分割得支離破碎，模塊化得不到保證。
二、應用實例
1.系統硬件及工作原理
賓館用的視頻點播系統VOD（Video On Demand）中，從各個機定盒送出的上行信號用DTMF碼通過電話線傳輸到機房的主控制柜中的上行信號采集卡中。為了能同時接受多個用戶的點播操作，上 行信號采集卡必須有接受多路電話傳輸信息的功能，為此，筆者設計了8路電話采集卡，可同時接受8路用戶的點播操作，系統硬件框圖如圖1所示。
每路大致的主程序是：檢測到振鈴信號后(即為振鈴檢測腳變低并保持8ms以上)，繼電器吸合，同時馬上給機定盒回一接通信號——#鍵(保持 400ms)。然后等待機定盒發送點播信息：客房號、點播的節目號，共4位DTMF碼；若1s內無DTMF碼收到(收到表示為解碼芯片的DV腳變高)表示 操作有誤，繼電器斷開，狀態位復原，作業指針回0。收齊4位DTMF碼后將其整理并帶上該路的標志，轉化成3字節送到串行發送緩沖區，在定時器中斷服務程 序中發送。等待視頻服務器回送應答信息，根據應答信息不同向機定盒回送不同的信息；若超時無應答也向機定盒回送一碼(發碼時間都為100ms)。最后，繼 電器斷開，狀態標志復原，緩沖區清0，作業指針也回到0。一個過程完成。
評論