高效使用單片機放棄程序中延時函數(shù)
第一次看到教程里Delay()函數(shù)的代碼時我嚇了一跳,竟然讓單片機空轉以實現(xiàn)和外界同步,這怎么可能?
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/226910.htm試想,如果PC機CPU空轉一秒,那么音樂會斷一秒、畫面會停頓一秒、下載文件會斷一秒,這怎么可行?
我看到很多單片機程序,它們的單片機99.9%的工作時間都在打空轉,99.9%大家可能感到有些危言聳聽,那就讓我們算一算:
已內部8M頻的AVR單片機來說,單指令周期僅為1/8 = 0.125us,那一毫秒可以執(zhí)行多少個單周期指令? 1%0.125*1000 = 8000個
而我看到論壇里下到的絕大多數(shù)程序,兩個延時函數(shù)之間代碼的執(zhí)行時間要遠遠小于8000個指令周期。
說實話,很多16K以上的程序,把所有延時函數(shù)去掉,總體能執(zhí)行幾毫秒就不錯了。
換句話說,我說單片機的利用率小于0.01%還是口下留情了。
要說怎么解決問題,就要先找到問題,我問問大家,程序中,我們?yōu)槭裁囱訒r?
原因很多,可能是外設速度太慢,也可能是為了躲過人眼視覺停留時間,等等。
總之就是與外界不同步,而我們想要同步。
所以說這些延時應該是很有道理的,我不否定這一點,但問題的關鍵這些延時空轉,我們?yōu)槭裁床荒馨堰@些時間回收起來做一些別的事呢?
試想,如果把這99.9%的時間回收,那可以一筆相當巨大的資源。
有很多人有些特殊方法回收過這些空轉時間,比如說在延時函數(shù)中做點事。
但這些往往都不通用,下面我說一些我的兩種方法:
1、前后臺模式下延時時間回收的方法:
前后臺模式就是大家最常用的主程序大循環(huán) + 中斷的模式。
首先解決外設太慢問題,像串口、鍵盤、LCD、SD卡等IO,這些收發(fā)可以建立外部緩沖區(qū)。比如串口收發(fā)在中斷中完成保存到緩沖區(qū),而主程序操作緩沖區(qū)而不直接操縱串口,這已經看到很多人這樣用了。但像矩陣鍵盤的緩沖區(qū),我很少看到有人這么用,在中斷中接收按鍵信息保存到緩沖區(qū)。
還有像LCD,我們一個個往顯存中寫數(shù)據(jù)是很浪費的,也應該建立緩沖,統(tǒng)一處理。
建立緩沖區(qū)這類方式中間有一些技術難點,比如像串口接收,無法判斷對發(fā)是否全部發(fā)完,怎么辦?可以設立定時,如果一個字節(jié)接收之后1ms之內沒收到下一個,則認為接收完畢。這只是一個思想,具體應用大家掌握。
可能有人會說,除了外設太慢,還有像視覺停留的問題怎么解決,總不能讓流水燈快到人眼都看不清吧。
這就我下面要說的問題,這些延時的時間怎么回收?就是全部放到定時中斷中!
可能又有些人會說,書里、教程都說了,中斷處理東西的時間要盡量短,你這樣整個中斷有太多判斷、很長,時間很長,這不行。
這是一種教條的思想,把書讀死了。可以在中斷中這樣處理,比如:
void (*Task)(void);
ISR
{
(*Task)(void);
}
中斷里用的內容通過函數(shù)指針來調用,這樣可以在主程序根據(jù)需要時任意改變要執(zhí)行的任務,還可以改任務的周期。所用的判斷都是在主程序需中執(zhí)行,然后改變指針的指向,來確定中斷中下一步的任務。
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