单片机程序设计模式

RTOS:多任务拆分交叉执行

Q:状态机和多任务模式有什么区别

Q:任务创建和任务调度器是什么？

裸机程序的设计模式可以分为：轮询、前后台、定时器驱动、基于状态机。前面三种方
法都无法解决一个问题：假设有 A、B 两个都很耗时的函数，无法降低它们相互之间的影响。
第 4 种方法可以解决这个问题，但是实践起来有难度。

1、轮询模式

2、前后台

所谓“前后台”就是使用中断程序。假设收到同事发来的信息时，电脑会发出“滴”的
一声，这时候妈妈才需要去回复信息。

如果电脑声音“滴”、小孩声音“啊”不会同时、相近发出，那么“回一个信息”、“喂一口饭”相互之间没有影响。在不能满足这个前提的情况下，比如“滴”、“啊”同时响起，先“回一个信息”时就会耽误“喂一口饭”，这种场景下程序遭遇到了轮询模式的缺点：函数相互之间有影响。

3、定时器驱动

每 2 分钟给小孩喂一口饭，需要每 5 分钟给同事回复信息。

这种模式适合调用周期性的函数，并且每一个函数执行的时间不能超过一个定时器周期。
如果“喂一口饭”很花时间，比如长达 10 分钟，那么就会耽误“回一个信息”；反过来也是
一样的，如果“回一个信息”很花时间也会影响到“喂一口饭”；这种场景下程序遭遇到了
轮询模式的缺点：函数相互之间有影响。

4、状态机

以“喂一口饭”为例，函数内部拆分为 4 个状态：舀饭、喂饭、舀菜、喂菜。每次执行
“喂一口饭”函数时，都只会执行其中的某一状态对应的代码。以前执行一次“喂一口饭”
函数可能需要 4 秒钟，现在可能只需要 1 秒钟，就降低了对后面“回一个信息”的影响。
同样的，“回一个信息”函数内部也被拆分为 3 个状态：查看信息、打字、发送。每次

执行这个函数时，都只是执行其中一小部分代码，降低了对“喂一口饭”的影响。
使用状态机模式，可以解决裸机程序的难题：假设有 A、B 两个都很耗时的函数，怎样
降低它们相互之间的影响。但是很多场景里，函数 A、B 并不容易拆分为多个状态，并且这
些状态执行的时间并不好控制。所以这并不是最优的解决方法，需要使用多任务系统。