單片機及時處理系統

林躍躍

摘 要

在家用電器的電控部分，單片機系統得到了廣泛應用。但就目前來看，家電電控系統對成本控制有一定的要求，以至于嵌入式操作系統難以在系統中得到應用。為滿足用戶的多樣性需求，則需要進行具有較高處理速度的單片機系統的開發，從而利用更少的資源實現更快的控制。基于這種情況，本文設計了一種單片機及時處理系統，從而為關注這一話題的人們提供參考。

【關鍵詞】單片機 及時處理系統 家電控制

隨著電器行業的不斷發展，電器研發類的企業面臨的市場競爭也在日漸加劇。企業不得不通過提高單片機處理速度獲得更大的市場競爭力。因此，相關人員有必要對單片機的處理速度提升問題展開研究。

1 單片機及時處理系統的設計思路

就目前來看，常用的家電主控芯片只能實現簡單的家電控制功能。在芯片內部，通過對運算處理單元CPU的定時器1～m和中斷1～a進行設置，則能夠使系統在定時器響應時完成相關變量的計時。而直至變量計時達到設定值，系統就會給予相應標志位11～1n一定的數值。當芯片完成相應標志位的識別后，則會進行相應操作11～1n的執行。但是，使用該種方式進行計時，將導致每段程序代碼的最長時間無法得到準確計算。因為每段程序代碼的運行會根據不同邏輯狀態產生時間差異，而使用該種方式只能估算代碼的時間范圍。當幾個標志同時達到時間時，就會出現不同程序代碼段先后運行的問題，從而導致一些程序運行時長超出最短標志位需要的時間，繼而導致標志位操作無法執行。而設計單片機及時處理系統，就是為了利用較少的資源滿足系統的實時性任務要求。在該系統的控制下，即便同時產生多個任務，系統也能夠完成事件的及時處理，因此能夠使家電控制功能得到完善。

2 單片機及時處理系統的結構及功能

2.1 系統結構

從結構上來看，單片機及時處理系統由運算單元CPU、變量計時模塊、事件查詢部、事件生成部、事件執行部、定時器和1～a個中斷構成。利用一個定時器資源，CPU就能夠結合變量及時模塊完成相應事件的產生。而通過中斷1～a，CPU也能夠產生相應的事件。按照相應規則，事件生成部可以進行事件處理和保存。利用事件查詢部，CPU則能夠完成保存事件的查詢。根據優先級，則能夠完成事件先后順利的綜合判斷，從而使優先執行的事件得以立即執行。最后，利用事件執行部，系統就能完成相應操作。如圖1所示。

從系統工作流程上來看，當芯片上電后，其將完成初始化操作。在這一階段，系統將延遲100-500ms的時間，并且完成市電類型和機型的判斷，同時完成IO口、中斷和定時器的設置。當事件得到觸發后，事件數量EvtCnt>0，事件獲取流程將得到啟動。根據事件，系統將進行相應操作的執行。完成當前時間執行后，如果仍然有EvtCnt>0，則需要繼續進行事件的獲取和執行，并直至EvtCnt=0。

2.2 系統的及時處理功能

2.2.1 事件的生成

分析系統功能可以發現，系統可以通過兩種方式進行事件生成。具體來講，就是利用定時器計時模塊和中斷分別生成事件。如果事件是利用定時器的計時模塊生成的，系統會先判斷定時器是否達到預設值。如果達到了設定值，系統計時變量將會開始計時，然后判斷系統計時變量是否達到了預設值。如果達到了預設值，系統會將事件類型賦值給變量EvtNew，然后進入到事件生成流程中。如果有環節未達到設定值，就會返回最初的詢問步驟。如果事件是中斷生成的，則說明事件可以利用外部中斷或案件觸發。此時，系統將先完成中斷并使能設置，然后在中斷觸發后進入中斷服務程序。完成相應的判斷和去抖操作后，系統將確認事件觸發，然后將按鍵賦值給變量EvtNew，并且進入到事件生成流程中。

2.2.2 事件的獲取

系統在獲取事件時，也可以采取兩種方式。一方面，系統可以按照事件優先級對事件進行有選擇性的獲取，從而滿足系統的實時性要求。另一方面，系統可以按照事件觸發的順序完成事件獲取，采取該種方式則能夠簡化系統操作。按照前一種事件獲取方式，系統將先關中斷，然后對優先級數組ucArrayEvtPriQueue[0]～[N-1]進行分析，并且從中獲取高優先級事件，并且賦予ucEvtPtr序號。針對事件真實變量EvtReal，則會賦予數組ucArrayEvtQueue[ucEvtPtr]的值。將事件數量減1后，系統將會繼續賦值。最后，將中斷打開后，系統將完成事件獲取操作。如果有事件的優先級相同，系統會根據事件觸發順序完成數組序號的排列。如果按照事件觸發的先后順序進行獲取事件的流程，則需要先關中斷，然后將數組ucArrayEvtQueue[ucEvtPtr]的值賦給事件真實變量EvtReal。將事件數量減1后，還要將指針變量ucEvtPtr加1。最后，將中斷打開后，才能完成事件的獲取。

3 結論

總之，使用該種單片機及時處理系統，能夠利用較少的資源同時完成多種任務，所以能夠滿足任務處理對系統的實時性要求。因此，相信隨著相關技術的發展，該系統將能在家電控制領域得到應用，從而幫助企業獲得更多的市場競爭力。

參考文獻

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作者單位

廣東美的廚房電器制造有限公司 廣東省佛山市 528311