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標題: 一種非阻塞式函數框架實現方法思路 [打印本頁]
作者: zyhlove813    時間: 2024-9-26 22:24
標題: 一種非阻塞式函數框架實現方法思路
單片機程序中，如果沒有上RTOS，遇到延時delay和while時，往往程序就阻塞在該處，造成除了中斷之外的函數無法執行。
為了解決這個問題，我想到了一種一種非阻塞式的函數框架，既然delay和while造成的，我們就想辦法繞開它。
先說delay的實現

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dtimer.h文件
#ifndef _DTIMER_H
#define _DTIMER_H
//軟件定時器結構
typedef struct
{
    uint32_t SetValue;
    uint32_t Target_Ticks;
    uint8_t Run_Step;
} Dtimer_Typedef;
//設置軟件定時器的延時值函數，這個目的是在其他地方可以修改更新延時值
void dtimer_set(Dtimer_Typedef *dtimer, uint32_t delayvalue);     
//設置軟件定時器延時值并開始計時函數
void dtimer_en(Dtimer_Typedef *dtimer, uint32_t delayvalue);   
//設置軟件定時器復位函數
void dtimer_reset(Dtimer_Typedef *dtimer);   
//判斷軟件定時器是否剛到（到定時值時第一次會返回true,第2次返回false,相當于上升沿，只執行一次）
bool dtimer_reaching(Dtimer_Typedef *dtimer);   
//判斷軟件定時器是否已到（已到定時值時，如果沒有復位會一直返回true）
bool dtimer_reached(Dtimer_Typedef *dtimer);
#endif

dtimer.c文件   
#include "main.h"
#include "dtimer.h"
//設置軟件定時器的延時值函數，這個目的是在其他地方可以修改更新延時值
void dtimer_set(Dtimer_Typedef *dtimer, uint32_t delayvalue)
{
    if ((*dtimer).Run_Step != 1)
    {
        (*dtimer).SetValue = delayvalue;
    }
}
//設置軟件定時器延時值并開始計時函數,定時值到后，必須dtimer_reset后才會再次執行
void dtimer_en(Dtimer_Typedef *dtimer, uint32_t delayvalue)     
{
    if ((*dtimer).Run_Step == 0)
    {
        if(delayvalue>0)
        {
            (*dtimer).SetValue = delayvalue;
        }
        (*dtimer).Target_Ticks = millis() + (*dtimer).SetValue;
        (*dtimer).Run_Step = 1;
    }
}
//設置軟件定時器復位，復位后，遇到dtimer_en才會啟用軟件定時器
void dtimer_reset(Dtimer_Typedef *dtimer)
{
    if ((*dtimer).Run_Step != 0)
    {
        (*dtimer).Run_Step = 0;
    }
}
//判斷軟件定時器是否剛到（到定時值時第一次會返回true,第2次返回false,相當于上升沿，只執行一次）
bool dtimer_reaching(Dtimer_Typedef *dtimer)
{
    if ((*dtimer).Run_Step == 1)
    {
        if (millis() > (*dtimer).Target_Ticks)
        {
            (*dtimer).Run_Step = 2;
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }
    else
    {
        return false;
    }
}
//判斷軟件定時器是否已到（已到定時值時，如果沒有復位會一直返回true）
bool dtimer_reached(Dtimer_Typedef *dtimer)
{
    if (millis() > (*dtimer).Target_Ticks)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

文件中millis() 為 其他c文件實現的系統毫秒計時返回值，類似于Arduino的中millis()作用，其他單片機可以用定時中斷計數累加，如
volatile static uint32_t MILLIS_CNT = 0;
volatile static uint32_t TEMPMS_CNT = 0;
volatile static uint32_t SECOND_CNT = 0;

void SysTick_Handler(void)    //定時器1毫秒中斷調用
{
      MILLIS_CNT++;
      TEMPMS_CNT++;
      if(TEMPMS_CNT==60)
      {
          SECOND_CNT++;
          TEMPMS_CNT = 0;
      }
}
uint32_t seconds(void)   //獲取系統運行當前秒
{
    return SECOND_CNT;
}
uint32_t millis()  //獲取系統運行當前毫秒
{
  return MILLIS_CNT;
}
void delay(uint32_t time)  //傳統的阻塞式毫秒延時函數
{
    uint32_t m_times=millis()+time;
    while(millis()<m_times);
}
void delayus(uint32_t time)  //傳統的阻塞式微秒延時函數
{
    uint32_t m_times=micros()+time;
    while(micros()<m_times);
}
uint32_t micros(void)     //獲取系統運行當前微秒
{
    uint32_t ms = millis();
    uint32_t systick_value = SysTick->VAL;
    uint32_t systick_load = SysTick->LOAD + 1;
    uint32_t us = ((systick_load - systick_value) * 1000) / systick_load;
    return (ms * 1000 + us);
}

使用方法：比如P01 高電平-亮100ms，然后低電平-滅300ms
一般的方法：延時過程，其他代碼被阻塞，無法執行
int main(void)
{
    while(1)
    {
         P01=1;
         delay(100);
         P01=0;
         delay(300);
         其它代碼....
    }
}

非阻塞的方法：延時過程，其他代碼正常執行，但P01的延時效果跟傳統一樣
#include "dtimer.h"
static Dtimer_Typedef DT[2]
int main(void)
{
    while(1)
    {
         dtimer_en(&DT[0],100);    //軟件定時器0啟用，計時100毫秒
         if(dtimer_reaching(&DT[0]))    //軟件定時器0延時到，執行一次
         {
             P01=0;    //P01滅
             dtimer_reset(&DT[1]);   //復位軟件定時器1，避免第二次執行時，下面的dtimer_en不起作用
             dtimer_en(&DT[1],300); //軟件定時器1啟用，計時300毫秒
         }  
         else  //軟件定時器0延時未到
         {
              P01=1; //P01亮
         }
         if(dtimer_reaching(&DT[1]))   //軟件定時器1延時到，執行一次
         {            
              dtimer_reset(&DT[0]);  //復位軟件定時器0
         }  
         其他代碼...
     }
}

while的常規代碼，遇到fun_1 while時，fun_2就會因為阻塞沒有運行到
如：
int i=0;
int main(void)
{
    while(1)
    {  
        fun_1();
        fun_2();
    }
}
void fun_1()
{
        代碼1
        ...
        while(i<100)
        {
             代碼2
             ...
             i++;
        }
        代碼3
        ...
}
void fun_2()
{
        代碼4
        ...
}
while的非阻塞式轉換，fun_1()和傳統while一樣，i<100時，會不斷執行條件里面的代碼2.. ,但此時fun_2()并沒有被阻塞
int i=0;
static index=0;
int main(void)
{
    while(1)
    {  
        fun_1();
        fun_2();
    }
}
void fun_1()
{      
       switch(index)
       {
        case 0:
           代碼1
            ...
            index=1;
            break;
        case 1:
             if(i<100)
              {            
                 代碼2
                  ...
                 i++;
               }
               else
               {
                   index=2;
               }
               break;
          case 3:
             代碼3
              ...
              index=0;
              break;
         }
}
void fun_2()
{
        代碼4
        ...
}
不知道大家有沒有其他不一樣的思路，一起討論下
以下是我調試的畫面截圖，整個過程運行正常


作者: a185980800    時間: 2024-9-27 18:20
可以了解一下protothreads協程。結構簡單消耗也小。關鍵是調用結構就是一般的函數結構容易接受
作者: zyhlove813    時間: 2024-9-28 05:46
a185980800 發表于 2024-9-27 18:20
可以了解一下protothreads協程。結構簡單消耗也小。關鍵是調用結構就是一般的函數結構容易接受

protothreads也算RTOS吧
作者: a185980800    時間: 2024-9-28 11:47
不能上算rtos，頂多算個任務管理框架吧



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