時分多線程技術在單片機中的應用

　　在統籌考慮任務線程段的代碼量、外設響應、系統響應性能以及線程切換的數據保護量后，確定以lOms作線程時間片的切換單位。主要考慮以下幾方面因素：

　　(1)任務線程段代碼量的大小

　　根據各功能模塊大小，依據相關性以及時序等邏輯關系，在考慮各功能模塊內聚性、線程切換運算量的基礎上，進行模塊分解、合并，組成線程執行代碼段，以確保線程執行代碼段(包括中斷服務程序的執行時間)能在時間片內完成，從而簡化了控制模型，降低了多線程中上下文之間切換的復雜度。

　　例如處理鍵盤輸入，為實現鍵盤輸入的消抖動干擾、冗余讀取鍵值以及持續按鍵與點擊按鍵功能。通過設置若干標識變量，細分鍵值處理線程的時序作業步驟，使每個作業執行時間片小于lOms，從而適應時鐘片調度的時間約束條件，降低設計風險。

　　對按鍵的20～30ms防抖動延時，可通過設置標識量keydelay，在時間片中斷服務程序中進行延時計數，而在主循環程序中就可進行如下處理。

　　(2)外設響應

　　在考慮MCU同各種外設交互的延時因素中，要綜合平衡外設延時時間、線程切換、時間片周期等因素對系統整體綜合性能的影響，最大限度地提升CPU利用率。

　　(3)A/D數據轉換速率

　　對所讀溫度、功率值的采樣頻率，根據C8051F005的片上A/D轉換速率以及數字濾波處理的信號冗余讀數要求，兼顧時間片大小。

　　3 特別注意事項

　　①時間片中斷T2應設最高優先級，以免其他中斷程序干擾時間片調度程序的實時性處理。

　　②中斷服務程序的調度算法應盡量簡短，提高系統的響應能力。

　　③注意堆棧操作的溢出控制。

　　④分配在時間片中的線程代碼段要有合理的組合與調度考慮，以均衡負擔CPU的時間片，降低設計風險。

　　⑤在初始化系統狀態時，確保線程狀態標識的創建，以及時間片中斷T2的使能。

　　⑥慎重處理中斷服務程序執行時間，避免擠占線程時間片的正常處理，引起控制紊亂、系統崩潰。

　　結語

　　針對日益復雜、多樣、高實時要求的應用項目，本文提供了一種易于設計、功能便于擴充的解決方案。由此也啟示我們，采用正確、靈活的設計方法，綜合運用現有技術，可有效提高單片機應用系統性能，擴大應用領域，增強實時控制能力，降低開發難度。