51多任務實時操作系統—匯編:
哈哈!今天發現用單片機處理多任務事件(多任務同時進行)的方法了!用單片機定時器中斷進行任務的調度,定時的時間就是每項任務的一次可執行時間,每中斷一次就切換一個任務,調度方法是定時器中斷時保存上一任務的斷點(出棧保存),跳到下一個任務(地址入棧,中斷返回)。每個任務都必須是一個死循環,因為它是獨立的!當然單片機不可能真正做到多任務同時進行,這個方法只是把各個任務拼接起來每個任務分配一定的時間!因為單片機的速度快,所以在一定意義上說這些任務是同時進行的!單片機的速度越快越好!這個方法的缺陷是軟件延時很難計算,誤差大.
一個CPU是不可能同時處理多條指令的,只能是一條一條的順序執行。如果我們需要同時執行多個任務,但又不能等一個任務執行完了再執行下一個任務,有的任務還需要等待一個信號觸發才能往下執行,信號遲遲未來那就什么也做不了了!!操作系統的出現,就是為了解決這一問題的。它的功能就是能讓CPU“同時”處理多個任務,當然不是真正的同時,它只是把這些任務的分成不同的時間段來處理,每個任務只執行很短的的時間(只執行一部分指令),然后保存斷點就切換到下一個任務的指令去執行,同樣只執行很短的的時間(只執行一部分指令),再保存斷點切換任務。等所有的任務都執行一次后再回來從斷點處繼續執行,時間到,再保存斷點切換任務,如此反復。因為CPU的頻率高,所以完成一次循環的時間極短,51單片機的頻率一般40MHz以內,所需時間是ms、us級的,電腦的主頻是GHz級別的,那更不用說,這樣短的時間對于我們來說就是同時的。
學過C51的大都知道RTX51,它是單片機實時多任務系統,是kill51自帶的,但是還有很多匯編愛好者不能使用它,因為它是C語言的。為此本人設計了兩個個簡單的匯編語言版的多任務實時系統,專為匯編愛好者提供一個參考。高手勿噴!
本程序使用定時器中斷的方法產生時間輪片,每個任務分配在一個時間輪片上。如果一個時間輪片(定時器的時間)是250us,那每個任務執行一次的時間就是250us(因為任務切換的時間極短,所以里省略了);有4個任務要執行,那么系統完成一次循環的時間是250*4=1000us=1ms。即先執行任務一250us,然后保存任務一的斷點,切換到任務二執行250us,再保存任務二的斷點,切換到任務三執行250us,接著保存任務三的斷點,切換到任務四執行250us,保存任務四的斷點,再次切到任務一斷點處繼續往下執行250us,再保存再切換到下一個任務的斷點處執行,照此循環。所以這些任務并不是同1us內完成的,而是同1ms內完成的,當然更是同時同分同秒完成的。
程序只是個演示程序,功能的開發看個人要求而定!
輕量四任務實時系統
ORG 0000H
RW1_SP DATA 20H;任務堆棧指針位置寄存器
RW2_SP DATA 21H
RW3_SP DATA 22H
RW4_SP DATA 23H
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
LJMP RWQHCX
ORG0076H
;================任務切換程序===========================================
RWQHCX:
JNB RS0,LOOP3
JNB RS1,LOOP4
;==============任務4現場保護
PUSH ACC ;需注意與任務4現場還原對應
PUSH B
PUSH PSW
MOV RW4_SP,SP ;保存任務4的堆棧指針位置
;==============任務1現場還原
MOV SP,RW1_SP ;取任務1的堆棧指針位置,任務1使用寄存器0組
POP PSW ;需注意與任務1現場保護對應
POP B
POP ACC
RETI
LOOP2:
;==============任務1現場保護
PUSH ACC ;需注意與任務1現場還原對應
PUSH B
PUSH PSW
MOV RW1_SP,SP ;保存任務1的堆棧指針位置
;==============任務2現場還原
MOV SP,RW2_SP ;取任務2的堆棧指針位置,任務2使用寄存器1組
POP PSW ;需注意與任務2現場保護對應
POP B
POP ACC
RETI
LOOP3:
JNB RS1,LOOP2
;==============任務2現場保護
PUSH ACC ;需注意與任務2現場還原對應
PUSH B
PUSH PSW
MOV RW2_SP,SP ;保存任務2的堆棧指針位置
;==============任務3現場還原
MOV SP,RW3_SP ;取任務3的堆棧指針位置,任務3使用寄存器2組
POP PSW ;需注意與任務3現場保護對應
POP B
POP ACC
RETI
LOOP4:
;==============任務3現場保護
PUSH ACC ;需注意與任務3現場還原對應
PUSH B
PUSH PSW
MOV RW3_SP,SP ;保存任務4的堆棧指針位置
;==============任務4現場還原
MOV SP,RW4_SP ;取任務4的堆棧指針位置,任務4使用寄存器3組
POP PSW ;需注意與任務4現場保護對應
POP B
POP ACC
RETI
;========任務一程序===============================
RW1_KS: ;任務一入口(初始化)
CLR RS0
CLR RS1
;你的初始化程序
;========任務一程序===============================
RW1_MAIN: ;任務一主程序
;你的程序
LJMP RW1_MAIN
============任務一END===================================
;========任務二程序===============================
RW2_KS: ;任務二入口(初始化)
CLR RS0
SETB RS1
;你的初始化程序
RW2_MAIN: ;任務二主程序
;你的程序
LJMP RW2_MAIN
============任務二END===================================
;========任務三程序===============================
RW3_KS: ;任務三入口(初始化)
SETB RS0
CLR RS1
;你的初始化程序
RW3_MAIN: ;任務三主程序
;你的程序
LJMP RW3_MAIN
============任務三END===================================
;========任務四程序===============================
RW4_KS: ;任務四入口(初始化)
SETB RS0
SETB RS1
;你的初始化程序
RW4_MAIN: ;任務四主程序
;你的程序
LJMP RW4_MAIN
============任務四END===================================
===============初始化程序==================================
MAIN:
MOV SP,#09FH;取任務2堆棧指針開始位置
MOV DPTR,#RW2_KS
PUSH DPL
PUSH DPH
MOV RW2_SP,#0A4H;任務2堆棧指針寄存器初值=09FH+2+任務2現場保護入棧數
MOV SP,#0BFH;取任務3堆棧指針開始位置
MOV DPTR,#RW3_KS
PUSH DPL
PUSH DPH
MOV RW3_SP,#0C4H;任務3堆棧指針寄存器初值=0BFH+2+任務3現場保護入棧數
MOV SP,#0DFH;取任務4堆棧指針開始位置
MOV DPTR,#RW4_KS
PUSH DPL
PUSH DPH
MOV RW4_SP,#0E4H;任務4堆棧指針寄存器初值=0DFH+2+任務4現場保護入棧數
MOV SP,#7FH;取任務1堆棧指針開始位置
SETB EA ;開啟維持個任務調度的定時器
SETB ET0
MOV TMOD,#02H
SETB TR0
LJMP RW1_KS
END
要求不嚴謹的20任務系統
此程序結構很空洞,使用請自己注意
ORG 0000H
RWJSQ data 7FH
RWJSQ1 data 7EH
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
LJMP RWDD
ORG 0076H
RWDD: ;任務調度程序
MOV R0,RWJSQ ;取任務地址寄存器地址
POP ACC
MOV @R0,A ;保存當前任務斷點
INC R0
POP ACC
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,R0
CJNEA,RWJSQ1,LOOP2;所有需要進行的任務是否進行完
MOV R0,#216 ;任務地址寄存器起始地址
LOOP2:
INC R0
MOV A,@R0 ;取另一個任務斷點
PUSH ACC
DEC R0
MOV A,@R0
PUSH ACC
MOV RWJSQ,R0 ;保存任務地址寄存器地址
CJNER0,#220,XXX ;220是任務三的地址寄存器地址
INC R4 ;延時基數
XXX:
RETI ;前去執行新任務
MAIN:
MOV RWJSQ,#216 ;任務地址寄存器起始地址(最多20個任務,需40個寄存器)
MOV RWJSQ1,#0;任務地址寄存器地址的最后一個地址加一(取值218-0)
MOVR0,RWJSQ ;取各個任務的地址
MOV DPTR,#RW1
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW2
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW3
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW4
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW5
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW6
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW7
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW8
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW9
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW10
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW11
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW12
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW13
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW14
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW15
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW16
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW17
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW18
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW19
LCALL DZSZ
MOV DPTR,#RW20
LCALL DZSZ
SETB EA ;開啟維持個任務調度的定時器
SETB ET0
MOV TMOD,#02H ;
MOV TH0,#6;定時器初值設置
SETB TR0
LJMP RW1 ;跳到第一個任務
DZSZ:
MOV @R0,DPH
INC R0
MOV @R0,DPL
INC R0
RET
RW1: ;計數任務一
JB P1.0,$
JNB P1.0,$
INC R7
LJMP RW1 ;死循環
RW2: ;計數任務二
JB P1.1,$
JNB P1.1,$
DEC R7
LJMP RW2 ;死循環
RW3: ;計數任務三
MOV R4,#0
CJNE R4,#250,$ ;準確延時演示,延時時間=250*任務數*定時器時間,
CPL P1.5
LJMP RW3 ;死循環
RW4: ;計數任務四
MOV R6,#255 ;非準確延時,時間較難計算
BBB:
MOV R5,#255
DJNZ R5,$
DJNZ R6,BBB
CPL P1.6
LJMP RW4 ;死循環
RW5: ;計數任務五
JB P2.7,$
JNB P2.7,$
CPL P1.7
LJMP RW5 ;死循環
RW6: ;計數任務六
JB P1.2,$
JNB P1.2,$
CPL P2.2
LJMP RW6 ;死循環
RW7: ;計數任務七
LJMP RW7 ;死循環
RW8: ;計數任務八
LJMP RW8 ;死循環
RW9: ;計數任務九
LJMP RW9 ;死循環
RW10: ;計數任務十
LJMP RW10 ;死循環
RW11: ;計數任務十一
LJMP RW11 ;死循環
RW12: ;計數任務十二
LJMP RW12 ;死循環
RW13: ;計數任務十三
CPL P0.0
LJMP RW13 ;死循環
RW14: ;計數任務十四
CPL P0.1
LJMP RW14 ;死循環
RW15: ;計數任務十五
CPL P0.2
LJMP RW15 ;死循環
RW16: ;計數任務十六
CPL P0.3
LJMP RW16 ;死循環
RW17: ;計數任務十七
CPL P0.4
LJMP RW17 ;死循環
RW18: ;計數任務十八
CPL P0.5
LJMP RW18 ;死循環
RW19: ;計數任務十九
CPL P0.6
LJMP RW19 ;死循環
RW20: ;計數任務二十
CPL P0.7
LJMP RW20 ;死循環
END
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