標(biāo)題: 51單片機(jī)匯編版的多任務(wù)實(shí)時操作系統(tǒng) [打印本頁]
作者: dagu    時間: 2015-3-21 05:04
標(biāo)題: 51單片機(jī)匯編版的多任務(wù)實(shí)時操作系統(tǒng)
51多任務(wù)實(shí)時操作系統(tǒng)—匯編:
   哈哈！今天發(fā)現(xiàn)用單片機(jī)處理多任務(wù)事件(多任務(wù)同時進(jìn)行)的方法了！用單片機(jī)定時器中斷進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度，定時的時間就是每項(xiàng)任務(wù)的一次可執(zhí)行時間，每中斷一次就切換一個任務(wù)，調(diào)度方法是定時器中斷時保存上一任務(wù)的斷點(diǎn)(出棧保存)，跳到下一個任務(wù)(地址入棧，中斷返回)。每個任務(wù)都必須是一個死循環(huán)，因?yàn)樗仟?dú)立的！當(dāng)然單片機(jī)不可能真正做到多任務(wù)同時進(jìn)行，這個方法只是把各個任務(wù)拼接起來每個任務(wù)分配一定的時間！因?yàn)閱纹瑱C(jī)的速度快，所以在一定意義上說這些任務(wù)是同時進(jìn)行的！單片機(jī)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(zhí)行。如果我們需要同時執(zhí)行多個任務(wù)，但又不能等一個任務(wù)執(zhí)行完了再執(zhí)行下一個任務(wù)，有的任務(wù)還需要等待一個信號觸發(fā)才能往下執(zhí)行，信號遲遲未來那就什么也做不了了！！操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，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(wù)，當(dāng)然不是真正的同時，它只是把這些任務(wù)的分成不同的時間段來處理，每個任務(wù)只執(zhí)行很短的的時間（只執(zhí)行一部分指令），然后保存斷點(diǎn)就切換到下一個任務(wù)的指令去執(zhí)行，同樣只執(zhí)行很短的的時間（只執(zhí)行一部分指令），再保存斷點(diǎn)切換任務(wù)。等所有的任務(wù)都執(zhí)行一次后再回來從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行，時間到，再保存斷點(diǎn)切換任務(wù)，如此反復(fù)。因?yàn)镃PU的頻率高，所以完成一次循環(huán)的時間極短，51單片機(jī)的頻率一般40MHz以內(nèi)，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(xué)過C51的大都知道RTX51，它是單片機(jī)實(shí)時多任務(wù)系統(tǒng)，是kill51自帶的，但是還有很多匯編愛好者不能使用它，因?yàn)樗荂語言的。為此本人設(shè)計了兩個個簡單的匯編語言版的多任務(wù)實(shí)時系統(tǒng)，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(chǎn)生時間輪片，每個任務(wù)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(wù)執(zhí)行一次的時間就是250us（因?yàn)?/font>任務(wù)切換的時間極短，所以里省略了）；有4個任務(wù)要執(zhí)行，那么系統(tǒng)完成一次循環(huán)的時間是250*4=1000us=1ms。即先執(zhí)行任務(wù)一250us，然后保存任務(wù)一的斷點(diǎn)，切換到任務(wù)二執(zhí)行250us，再保存任務(wù)二的斷點(diǎn)，切換到任務(wù)三執(zhí)行250us，接著保存任務(wù)三的斷點(diǎn)，切換到任務(wù)四執(zhí)行250us，保存任務(wù)四的斷點(diǎn)，再次切到任務(wù)一斷點(diǎn)處繼續(xù)往下執(zhí)行250us，再保存再切換到下一個任務(wù)的斷點(diǎn)處執(zhí)行，照此循環(huán)。所以這些任務(wù)并不是同1us內(nèi)完成的，而是同1ms內(nèi)完成的，當(dāng)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(fā)看個人要求而定！
輕量四任務(wù)實(shí)時系統(tǒng)

ORG 0000H
RW1_SP  DATA  20H;任務(wù)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(wù)切換程序===========================================

RWQHCX:
JNB   RS0,LOOP3
JNB   RS1,LOOP4
;==============任務(wù)4現(xiàn)場保護(hù)
PUSH  ACC        ;需注意與任務(wù)4現(xiàn)場還原對應(yīng)
PUSH  B
PUSH  PSW
MOV   RW4_SP,SP  ;保存任務(wù)4的堆棧指針位置
;==============任務(wù)1現(xiàn)場還原
MOV   SP,RW1_SP  ;取任務(wù)1的堆棧指針位置，任務(wù)1使用寄存器0組
POP  PSW          ;需注意與任務(wù)1現(xiàn)場保護(hù)對應(yīng)
POP  B
POP  ACC
RETI
LOOP2:
;==============任務(wù)1現(xiàn)場保護(hù)
PUSH  ACC        ;需注意與任務(wù)1現(xiàn)場還原對應(yīng)
PUSH  B
PUSH  PSW
MOV   RW1_SP,SP  ;保存任務(wù)1的堆棧指針位置
;==============任務(wù)2現(xiàn)場還原
MOV   SP,RW2_SP  ;取任務(wù)2的堆棧指針位置，任務(wù)2使用寄存器1組
POP  PSW          ;需注意與任務(wù)2現(xiàn)場保護(hù)對應(yīng)
POP  B
POP  ACC
RETI
LOOP3:
JNB   RS1,LOOP2
;==============任務(wù)2現(xiàn)場保護(hù)
PUSH  ACC        ;需注意與任務(wù)2現(xiàn)場還原對應(yīng)
PUSH  B
PUSH  PSW
MOV   RW2_SP,SP  ;保存任務(wù)2的堆棧指針位置
;==============任務(wù)3現(xiàn)場還原
MOV   SP,RW3_SP  ;取任務(wù)3的堆棧指針位置，任務(wù)3使用寄存器2組
POP  PSW           ;需注意與任務(wù)3現(xiàn)場保護(hù)對應(yīng)
POP  B
POP  ACC
RETI
LOOP4:
;==============任務(wù)3現(xiàn)場保護(hù)
PUSH  ACC        ;需注意與任務(wù)3現(xiàn)場還原對應(yīng)
PUSH  B
PUSH  PSW
MOV   RW3_SP,SP  ;保存任務(wù)4的堆棧指針位置
;==============任務(wù)4現(xiàn)場還原
MOV  SP,RW4_SP  ;取任務(wù)4的堆棧指針位置，任務(wù)4使用寄存器3組
POP  PSW         ;需注意與任務(wù)4現(xiàn)場保護(hù)對應(yīng)
POP  B
POP  ACC
RETI


;========任務(wù)一程序===============================
RW1_KS:             ;任務(wù)一入口(初始化)
CLR   RS0
CLR   RS1
;你的初始化程序
;========任務(wù)一程序===============================
RW1_MAIN:           ;任務(wù)一主程序
;你的程序
LJMP  RW1_MAIN
============任務(wù)一END===================================

;========任務(wù)二程序===============================
RW2_KS:             ;任務(wù)二入口(初始化)
CLR   RS0
SETB  RS1
;你的初始化程序
RW2_MAIN:           ;任務(wù)二主程序
;你的程序
LJMP  RW2_MAIN
============任務(wù)二END===================================


;========任務(wù)三程序===============================
RW3_KS:             ;任務(wù)三入口(初始化)
SETB  RS0
CLR   RS1
;你的初始化程序
RW3_MAIN:           ;任務(wù)三主程序
;你的程序
LJMP  RW3_MAIN
============任務(wù)三END===================================

;========任務(wù)四程序===============================
RW4_KS:             ;任務(wù)四入口(初始化)
SETB  RS0
SETB  RS1
;你的初始化程序
RW4_MAIN:           ;任務(wù)四主程序
;你的程序
LJMP  RW4_MAIN
============任務(wù)四END===================================


===============初始化程序==================================

MAIN:
MOV   SP,#09FH;取任務(wù)2堆棧指針開始位置
MOV   DPTR,#RW2_KS
PUSH  DPL
PUSH  DPH
MOV   RW2_SP,#0A4H;任務(wù)2堆棧指針寄存器初值=09FH+2+任務(wù)2現(xiàn)場保護(hù)入棧數(shù)
MOV   SP,#0BFH;取任務(wù)3堆棧指針開始位置
MOV   DPTR,#RW3_KS
PUSH  DPL
PUSH  DPH
MOV   RW3_SP,#0C4H;任務(wù)3堆棧指針寄存器初值=0BFH+2+任務(wù)3現(xiàn)場保護(hù)入棧數(shù)
MOV   SP,#0DFH;取任務(wù)4堆棧指針開始位置
MOV   DPTR,#RW4_KS
PUSH  DPL
PUSH  DPH
MOV   RW4_SP,#0E4H;任務(wù)4堆棧指針寄存器初值=0DFH+2+任務(wù)4現(xiàn)場保護(hù)入棧數(shù)

MOV   SP,#7FH;取任務(wù)1堆棧指針開始位置
SETB  EA    ;開啟維持個任務(wù)調(diào)度的定時器
SETB  ET0
MOV   TMOD,#02H
SETB  TR0

LJMP   RW1_KS

END

要求不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?0任務(wù)系統(tǒng)

此程序結(jié)構(gòu)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(wù)調(diào)度程序
MOV  R0,RWJSQ ;取任務(wù)地址寄存器地址
POP  ACC   
MOV  @R0,A   ;保存當(dāng)前任務(wù)斷點(diǎn)
INC  R0
POP  ACC
MOV  @R0,A
INC  R0
MOV  A,R0
CJNEA,RWJSQ1,LOOP2;所有需要進(jìn)行的任務(wù)是否進(jìn)行完
MOV  R0,#216     ;任務(wù)地址寄存器起始地址
LOOP2:
INC  R0
MOV  A,@R0   ;取另一個任務(wù)斷點(diǎn)
PUSH ACC
DEC  R0
MOV  A,@R0
PUSH ACC
MOV  RWJSQ,R0 ;保存任務(wù)地址寄存器地址
CJNER0,#220,XXX  ;220是任務(wù)三的地址寄存器地址
INC  R4      ;延時基數(shù)
XXX:
RETI          ;前去執(zhí)行新任務(wù)
MAIN:
MOV RWJSQ,#216 ;任務(wù)地址寄存器起始地址（最多20個任務(wù)，需40個寄存器）
MOV RWJSQ1,#0;任務(wù)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(wù)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(wù)調(diào)度的定時器
SETB  ET0
MOV   TMOD,#02H ;
MOV   TH0,#6;定時器初值設(shè)置
SETB  TR0
LJMP  RW1   ;跳到第一個任務(wù)
DZSZ:
MOV @R0,DPH
INC R0
MOV @R0,DPL
INC R0
RET
RW1:             ;計數(shù)任務(wù)一
JB     P1.0,$
JNB    P1.0,$
INC    R7
LJMP   RW1     ;死循環(huán)
RW2:             ;計數(shù)任務(wù)二
JB     P1.1,$
JNB    P1.1,$
DEC    R7
LJMP   RW2     ;死循環(huán)
RW3:             ;計數(shù)任務(wù)三
MOV    R4,#0
CJNE   R4,#250,$ ;準(zhǔn)確延時演示，延時時間=250*任務(wù)數(shù)*定時器時間，
CPL    P1.5
LJMP   RW3     ;死循環(huán)
RW4:             ;計數(shù)任務(wù)四
MOV    R6,#255 ;非準(zhǔn)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(huán)
RW5:             ;計數(shù)任務(wù)五
JB     P2.7,$
JNB    P2.7,$
CPL    P1.7
LJMP   RW5     ;死循環(huán)
RW6:            ;計數(shù)任務(wù)六
JB     P1.2,$
JNB    P1.2,$
CPL    P2.2
LJMP   RW6     ;死循環(huán)

RW7:             ;計數(shù)任務(wù)七
LJMP   RW7     ;死循環(huán)

RW8:             ;計數(shù)任務(wù)八
LJMP   RW8     ;死循環(huán)

RW9:             ;計數(shù)任務(wù)九
LJMP   RW9     ;死循環(huán)

RW10:             ;計數(shù)任務(wù)十
LJMP   RW10     ;死循環(huán)

RW11:             ;計數(shù)任務(wù)十一

LJMP   RW11     ;死循環(huán)

RW12:             ;計數(shù)任務(wù)十二
LJMP   RW12     ;死循環(huán)

RW13:             ;計數(shù)任務(wù)十三
CPL P0.0
LJMP   RW13     ;死循環(huán)

RW14:             ;計數(shù)任務(wù)十四
CPL P0.1
LJMP   RW14     ;死循環(huán)

RW15:             ;計數(shù)任務(wù)十五
CPL P0.2
LJMP   RW15     ;死循環(huán)

RW16:             ;計數(shù)任務(wù)十六
CPL P0.3
LJMP   RW16     ;死循環(huán)

RW17:             ;計數(shù)任務(wù)十七
CPL P0.4
LJMP   RW17     ;死循環(huán)

RW18:             ;計數(shù)任務(wù)十八
CPL P0.5
LJMP   RW18     ;死循環(huán)

RW19:             ;計數(shù)任務(wù)十九
CPL P0.6
LJMP   RW19     ;死循環(huán)

RW20:             ;計數(shù)任務(wù)二十
CPL P0.7
LJMP   RW20     ;死循環(huán)

END








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