利用多線(xiàn)程思想實(shí)現單片機系統的偽并行處理

1． 引言

隨著(zhù)計算機的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的，優(yōu)秀的編程思想被提出來(lái)，并付諸實(shí)踐。在某些方面已出現了根本性的變革。另一方面，單片機自從80年代誕生以來(lái)，便以飛快的速度發(fā)展起來(lái)，但由于其物理條件的限制，單片機控制系統的編程仍然局限于經(jīng)驗的模式，很少應用那些新提出的高級語(yǔ)言的編程思想。如果將不斷發(fā)展的編程思想與廣泛應用的單片機控制系統結合起來(lái)，一定會(huì )大大促進(jìn)單片機控制系統的進(jìn)一步發(fā)展。使其更廣泛的應用于各個(gè)方面。

在下面這個(gè)具體項目中，實(shí)際情況對系統有一些比較苛刻的要求。按照一般的單線(xiàn)程的控制方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。具體情況如表1（表1所示為生化分析儀的設計中對單片機系統的要求的一部分）

表1

表1所示只占了整個(gè)系統要求的1/6。下面對表1中的幾項內容加以說(shuō)明。

對象M1開(kāi)始動(dòng)作17操作，即首先步進(jìn)電機M1（正向）轉動(dòng)查找光電開(kāi)關(guān)信號PS1；查到后執行兩次‘過(guò)程1‘。過(guò)程1：向電機打出30拍。由表1可知該動(dòng)作從C 段執行到 K段停止；

對象M2即步進(jìn)電機M2等對象M1執行完動(dòng)作17后執行動(dòng)作23等。對象M3和對象M4 則在開(kāi)始時(shí)同時(shí)啟動(dòng)，分別執行各自的動(dòng)作。各個(gè)對象之間有的獨立，有的相互關(guān)聯(lián)。

整個(gè)項目需要控制16臺步進(jìn)電機，21個(gè)電磁閥，3個(gè)泵，1個(gè)直流電機，系統要求全部執行時(shí)間為6秒鐘，系統要求步進(jìn)電機以其最快的速度 -----40us—60us打拍。如果以單線(xiàn)程的方式編程讓一臺電機轉到位之后，再轉其他電機。這樣16臺電機打一拍就需要640us---960us 已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足系統要求。這就需要使單片機并行控制多臺電機運轉。這種以并行的方式驅動(dòng)各個(gè)電機同時(shí)啟動(dòng)可以在最短的時(shí)間將各個(gè)電機同時(shí)到位。在轉動(dòng)電機的同時(shí)還需要檢測一些開(kāi)關(guān)量已確定電機的位置。為了實(shí)現這個(gè)目的。下面提供第一種解決方案(此方案是常用的方案之一，但作者并不推薦這個(gè)方案。因為這個(gè)方案成本太高。)。

方案一： 硬件實(shí)現。

我們可以用多個(gè)CPU，將各個(gè)電機的控制分到不同的CPU中執行，并可將不互相沖突的電機控制過(guò)程放到一個(gè)CPU中，其結構如圖1

圖1多cpu實(shí)現方案結構圖

如圖所示系統中設定一個(gè)主CPU，其功能為與計算機通訊，并將計算機下達的指令分發(fā)給相應的從CPU，更主要的是主CPU將監控整個(gè)并行控制的運作。因為各個(gè)控制過(guò)程之間有的彼此關(guān)聯(lián)，所以主CPU不僅要控制各個(gè)線(xiàn)程的執行，還要兼顧線(xiàn)程之間的通訊。以表1為例，具體作法如下：