分時(shí)操作系統思想在單片機中的實(shí)現
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2.單片機分時(shí)系統的軟件設計
為了合理實(shí)現單片機分時(shí)系統，還須有完善的調度機制。完善的調度機制主要由調度指針和調度表組成。系統的調度分成兩級，一是“路”的調度，相當于指示程序橫向進(jìn)行：從第一路的某一作業(yè)到第二路的某一作業(yè)，從第二路的某一作業(yè)再到第三路的某一作業(yè)……從最后一路回到第一路，循環(huán)往復。“路”調度的調度指針變化規律是固定不變的，算法簡(jiǎn)單，即遞增一或遞減一，循環(huán)到頭后，再返回到起始。相對應的“路”調度指針還應構造“路”調度表。“路”調度表每一項表示各“路”程序入口地址及跳轉指令。以MCS-51單片機為例，采用AJMP addr11作為每一項的內容，則調度表的每一表項占2個(gè)字節；當程序較長(cháng)超過(guò)2K字節，則采用LJMP addr16作為每一項內容，占3個(gè)字節。所設計的單片機系統共有多少“路”，該調度表就有多少項數。二是作業(yè)調度，即相當于指示程序縱向進(jìn)行：從某一路的第一作業(yè)指向該路第二作業(yè)，第二作業(yè)指向第四作業(yè)……也有從第六作業(yè)指回第三作業(yè)的等等。因稍復雜任務(wù)的流向都不可能是單方向性的，從上一作業(yè)流到下一作業(yè)都要根據系統的檢測或運算結果來(lái)決定，因此作業(yè)調度指針的變化是隨機決定的。作業(yè)調度表的構成形式與“路”調度表相同，每一項表示各作業(yè)模塊的程序入口地址及跳轉指令。作業(yè)調度表指示出各作業(yè)執行的一般先后次序，表項數等于一路任務(wù)的最大作業(yè)數。為了分清每路的任務(wù)進(jìn)程，單片機系統要控制多少路就必須有多少個(gè)作業(yè)調度指針及相應作業(yè)調度表。以上兩級指針都為1個(gè)字節的整數變量。調度指針與調度表的聯(lián)系是通過(guò)指令JMP @A+DPTR實(shí)現的。DPTR中是調度表的首地址。累加器A中的內容是調度指針的整數倍，若表項內容是AJMP addr11，則A的值為調度指針乘2；若表項內容是LJMP addr16，則A的值為調度指針乘3。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/173040.htm
除了以上主程序的調度設計外，各個(gè)作業(yè)中共同的功能應放在中斷中實(shí)現，主要是放在定時(shí)器中斷。如計時(shí)功能應放在定時(shí)器定時(shí)中斷中實(shí)現，定時(shí)參數的選 擇應考慮到系統各個(gè)作業(yè)中各種計時(shí)的要求，定時(shí)頻率一般為最小計時(shí)頻率的整數倍。任何軟件延時(shí)都是不允許的。 實(shí)現分時(shí)控制的關(guān)鍵是在于合理地將系統的功能分解成各個(gè)作業(yè)模塊。作業(yè)模塊分得越細系統的實(shí)時(shí)性就越好。雖然單片機的時(shí)鐘頻率較低，在實(shí)際應用中當各個(gè)作 業(yè)模塊被細分成各個(gè)“動(dòng)作”及簡(jiǎn)單的運算后，分時(shí)系統的實(shí)時(shí)性是能得到保證的。缺點(diǎn)就是各“路”的控制處理程序被分割得支離破碎，模塊化得不到保證。
二、應用實(shí)例
1.系統硬件及工作原理
賓館用的視頻點(diǎn)播系統VOD（Video On Demand）中，從各個(gè)機定盒送出的上行信號用DTMF碼通過(guò)電話(huà)線(xiàn)傳輸到機房的主控制柜中的上行信號采集卡中。為了能同時(shí)接受多個(gè)用戶(hù)的點(diǎn)播操作，上 行信號采集卡必須有接受多路電話(huà)傳輸信息的功能，為此，筆者設計了8路電話(huà)采集卡，可同時(shí)接受8路用戶(hù)的點(diǎn)播操作，系統硬件框圖如圖1所示。
每路大致的主程序是：檢測到振鈴信號后(即為振鈴檢測腳變低并保持8ms以上)，繼電器吸合，同時(shí)馬上給機定盒回一接通信號——#鍵(保持 400ms)。然后等待機定盒發(fā)送點(diǎn)播信息：客房號、點(diǎn)播的節目號，共4位DTMF碼；若1s內無(wú)DTMF碼收到(收到表示為解碼芯片的DV腳變高)表示 操作有誤，繼電器斷開(kāi)，狀態(tài)位復原，作業(yè)指針回0。收齊4位DTMF碼后將其整理并帶上該路的標志，轉化成3字節送到串行發(fā)送緩沖區，在定時(shí)器中斷服務(wù)程 序中發(fā)送。等待視頻服務(wù)器回送應答信息，根據應答信息不同向機定盒回送不同的信息；若超時(shí)無(wú)應答也向機定盒回送一碼(發(fā)碼時(shí)間都為100ms)。最后，繼 電器斷開(kāi)，狀態(tài)標志復原，緩沖區清0，作業(yè)指針也回到0。一個(gè)過(guò)程完成。
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