51单片机多任务运行

51单片机多任务运行

最近发现有的幺弟在对系统的内核感兴趣，加上我也是部分内核的初学者，突然来兴，便用了两天写了一个简单的内核。这个内核简单得不能再简单了，加上空格行、大括号和详细的注解只有246行，还带了4个点亮LED的任务。至今为止我所见最简单的内核~~~ 就跟这个内核取个“多任务分时处理内核”吧！这个内核和ucos系统思想有很大的差异，但是能够帮助我们学习理解ucos系统，能够帮我们了解51的内部结构，以及大多数的单片机运行处理数据的原理~~~ 好废话就不说啦！希望我们能互相学习共同进步

1、先来讲讲原理：

首先，我们看书时会知道51单片机在执行中断的时候，会有以下几个步骤和几种情况。

根据KEIL的编译惯例（这个编译惯例你可以在编完程序后点仿真，里面有个后缀为.src 的文件，这个文件里面是一句C对应一句汇编，你就可以知道你编译的C代码它是怎么处理的，能帮助你学习汇编哦~~~），通常把进入中断后的所使用的通用寄存器组根据情况选择压栈。也就是说，中断前后使用的寄存器组可能不一样，中断前可能使用0，中断中可能使用1。如果使用的同一组寄存器，为了保存现场，KEIL就PUSH现场数据，然后POP

就行啦。但是keil很多时候不是你想象中那样，你叫它怎样他就怎样编译。所以在程序中嵌入了少量的汇编。

其实，嵌入汇编是很简单的事情。

只要在C代码中加入#pragma asm 和#pragma endasm并在他俩的中间加入汇编就行。别忘了还要在工程文件中添加C51S.LIB，这个文件在KEIL/C51/LIB中，这个文件也很重要，不然编译会出现警告，记得把文件类型选择为全部文件，不然看不见它。

接下来说说KEIL的中断汇编。在C51中，中断到来时，CPU响应中断保存当前PC 指针地址压栈SP所指地址。然后将PC指针指向中断向量地址，在中断向量地址中只有一句汇编程序：LJMP XX 意思是跳转到某地址。因为中断后只有8个寄存器，但是你的代码量远远不只有8个寄存器能装下的。这也就是说，响应中断后，先跳转到硬件规定的地址，再由那个地址跳转到中断程序入口。

然后，PC指针跳转到中断程序地址，开始从SP所指地址压栈ACC,B,DPH,DPL,PSW，按理说还需要压栈R0~R7，但KEIL一般是通过换通用寄存器来实现的（也就是改变RS1和RS0来实现的）。也就说KEIL根本不压栈R0~R7。

这个怎么能行，当然不行！不保存我们就不能完全的返回先前压栈的任务啦！好吧，那我们就只有手动保存压栈，这样不就行了，简单吧！

所以我们来帮它。已经通过前面知道它在进入中断的时候已经把中断前的PC指针压栈到中断前SP所指的地址了，所以进入中断后，实际在SP中断前所指地址中已经按顺序压栈了PC低8位,PC高8位，ACC,B,DPH,DPL,PSW总共7个数据，SP是向上增长的，也就是说每压一次堆栈SP+1。然后再把我们的R0~R7寄存器压入堆栈，这不就行啦，就保护现场所需的全部数据，就算有时R0~R7寄存器用不上我们也得加进去，为了为了保证正确的返回现场。

因此我们保存一次数据就需要7+8=15字节的堆栈，每个任务的起始地址保存一次，中间临时要保存一次，共需要15+15=30字节的堆栈。所以定义程序空间为现场保存空间为

0~29。名字叫：unsigned char TASK_STACK[TASK_MAX][30]；//程序现场保存数组。TASK_MAX是程序个数，因为每一个程序都需要保存两次，每次15个变量来保存现场，并且51是8位的单片机所以用unsigned char。

然后就是程序现场保存数组的初始化使每个数据都是0。

首先，根据响应中断后的压栈顺序，知道了数组0位和1位保存的是中断前程序的地

址，现在，我们需要把自己写的程序的起始地址给数组，以便第一次中断结束后程序从自己写的程序的起始地址开始。

我们都知道，程序的名字类似于一个指针，叫函数指针。在c51中程序地址为16位，即一个unsigned int 型变量。

所以如果子程序名称为:TASK_1（）,则，程序的地址为：（TASK_1）。

定义一个unsigned int address；

然后让address=（unsigned int）（TASK_1）;

address中保存就是程序入口地址了。

然后把adress的高八位给TASK_STACK[TASK_MAX][0]，低位给

TASK_STACK[TASK_MAX][1]。

这样程序的初始化就完成了。

接下来就是由于进入中断时程序自己为我们保存了很多变量，所以我们只需要保存

R0~R7就行。

嵌入汇编：

进入中断时

#pragma asm

PUSH AR0

省略。。。。

PUSH AR7

#pragma endasm

中断结束之前

#pragma asm

POP AR7

省略。。。。

POP AR0

#pragma endasm

这样，基本的任务切换就完成了。

前面看过别人的出栈过程，是：

#pragma asm

POP AR7

POP AR6

POP AR5

POP AR4

POP AR3

POP AR2

POP AR1

POP AR0

POP PSW

POP DPL

POP DPH

POP B

POP ACC

RETI

#pragma endasm

但是我是没有写全，我发现汇编中每次都编译这个东西，所以我就把他省略啦！希望我提供的这些能为大家起到帮助。

让我们共同进步！

部分思想来自互联网!

由于能力有限可能部分有错，或者写的不够好，希望大家多多海涵！

如需要详细工程，请到我QQ留言，274546625