《時間觸發嵌入式作業系統》學習筆記

《時間觸發嵌入式作業系統》這本書已經有一些年份了，他是以古老的51微控制器（8051）作為控制器講解的，本書涉及到一些硬體基礎知識，這些可能在平時開發中已經熟悉，軟體部分則介紹了時間觸發的嵌入式系統的設計和原理。

本章主要概述了幾種系統：

它們之間存在著重疊，比如本書的核心，時間觸發嵌入式系統，它則屬於時間觸發系統，也屬於嵌入式系統。

第一章還介紹了中斷的概念。

假如使用者使用51微控制器來產生乙個1hz的pwm，那麼這個程式是簡單的，只需要設計以下函式：

void
pwm_gera()

假如使用者使用51微控制器設計乙個按鍵與蜂鳴器的程式，功能是當按鍵按下時，蜂鳴器鳴叫1s，那麼這個程式也是簡單的：

void
beep_btn_ctrl
(void
)}

接著，如果需要將這兩個功能合在一起，簡單的順序呼叫以上兩個函式，會遇到一些問題。如下所示：

void main（void）
}

那麼，當程式執行的一開始， pwm 的輸出是正常的，但是當按鍵按下時候，單片就無法產生正確的波形了，原因是按鍵按下以後，會呼叫beep_delay_s(1)語句，此時的微控制器將在此停留 1s 的時間。這個程式還有乙個問題，使用者會感覺到按鍵不夠靈敏，這是因為pwm_delay_ms(500)的原因。

所以，以上程式有非常大的極限性。於是，我們需要使用這種新的程式結構，來避免這種問題，博主比較常使用的是以下程式結構：

void
main
(void
)

這個程式保證每 1ms 都執行一次pwm_gera()和beep_btn_ctrl()函式，並將ms_cnt傳給別它們，這樣做的好處就是，函式內部不需要去延時等待，只是根據ms_cnt就可以來判斷動作——對於pwm_gera()只需要判斷ms_cnt的值是否是 500 的整數倍，如果是就取反，這樣就實現了每 500ms 翻轉一次的效果，而對於beep_btn_ctrl()，只需要在按鍵按下的時候，開啟蜂鳴器，並記錄那個數值，之後不斷的和ms_cnt對比，如果ms_cnt比記錄的值大1000，就關閉蜂鳴器即可。

這型別的**，可以適用於這種多個功能需要延時的函式，按博主的理解，這種可以適用於某一型別問題的程式結構，被稱為設計模式，當然，不同的系統有不同的需求，所以有非常多的設計模式，特別的，由於不同的程式語言有自己的語法和規則，設計模式也未必是通用的，但是設計模式的思想，總是可以互相借鑑的。

8051 系列微控制器

振盪器硬體

硬體復位

儲存器問題

直流負載驅動

交流負載驅動

這 6 章比較針對性微控制器所需要的電路，是一些非常實用的基礎知識。這裡略過。

第 9 章開始，講述軟體相關的內容。

前文中，我們就是用了超級迴圈的程式結構，超級迴圈是乙個簡單，粗暴的死迴圈：

void
main
(void
)}

對於乙個非常簡單的功能，我們可以使用這個功能，它不斷的執行statement1和statement2，有的程式設計師，也把while(1)寫作for(;;)。

一段簡單的真實的 51 程式，它控制乙個 led 燈以 1 hz 的頻率閃爍：

#include
#include
sbit led = p2^1;
void
delay500ms()
while
(--j);}
while
(--i);}
void
main
(void
)return
;}

在第 1,2 行中，我們使用到了標頭檔案，標頭檔案規定了各個暫存器的位址等，如果沒有這個標頭檔案，那麼程式需要使用到51暫存器則需要在c檔案中定義。一些指令碼，比如 python 生成的檔案，也可能是作為標頭檔案，這樣就可以和使用者編寫的**區分開來。標頭檔案是經常使用的，它的作用其實不言而喻。

第10章到第12章是51微控制器常用的功能：

10. 使用埠：其實就是 io 口的使用

11. 延時：軟體延時（常見的使用for迴圈來模糊延時），硬體延時（定時器延時）

12. 看門狗：分內部和外部看門狗

第 13 章開始，進入了本書的核心主題：排程器

前文中，方波產生器和按鍵控制蜂鳴器的例子體現出了設計模式的必要性，本書所實現的排程器是非搶占式的，也就是乙個任務執行完成以後，才會執行另乙個任務，所以有乙個重要的準則：每個任務執行的實際不能大於排程的時間。對於這一點，我們可以用狀態機，超時機制，多級任務來將長任務（時間比較長的任務），拆分成短時間任務來規避這個問題。

《時間觸發嵌入式作業系統》學習筆記

嵌入式系統學習

嵌入式系統學習之路

嵌入式系統學習（2）

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