基于MCS51，STM32等单片机实现循环时间的跨平台任务管理系统

# 1. 简介 ## 1.1 系统简介 基于循环时间的跨平台任务管理系统（可用于MCS51，STM32等单片机） **求star！求star！求star！！！** ## 1.2 文件目录说明 - `TaskManager_c`：c语言实现的任务管理系统 - `TaskManager_cpp`：c++实现的任务管理系统 - `Demo`：提供多种示例，涵盖电脑模拟器（MSVC），STM32，8081等多种运行环境 # 2. 用法（C语言版） ## 2.1 API用法 **系统配置**（`TaskManager_config.h`）： - `MAX_TASK_NUM`：最大任务数量，默认为10个，根据自己的需要修改 - `SYS_CYCLE_TIME`：系统的循环时间（单位为ms），默认为 1，表示1ms > **【注】在MSVC下，SYS_CYCLE_TIME 只能为1，系统循环时间为1s** - 编译器：目前支持的编译器为 `ARM_KILL` (AC5和AV6均可) 和 `WIN_MSVC` **API接口**（`TaskManager_c`）： - `TaskMsg`：【结构体】任务信息，结构体成员为 **任务函数，开始时间，周期时间，运行次数，PID** > **任务函数**：只能是无参数，无返回值的函数，**不能是阻塞函数** > > **开始时间**：任务开始运行的时间，`NOW` 表示立即开始运行 > > **周期时间**：任务每`周期时间`运行一次 > > **运行次数**：任务需要运行的次数，`RUN_FOREVER` 表示无穷次 > > **PID**：任务编号号，初始化的时候传入 `PID_INIT` - `void TM_init()`：系统初始化 - `uint32_t TM_add_task(TaskMsg* new_task_msg)`：添加任务 - `void TM_kill_by_PID(uint32_t PID)`：通过任务序号删除任务 - `void TM_kill_by_taskmsg(TaskMsg* task_msg)`：通过任务信息删除任务 - `void TM_run(void)`：运行系统 - `TM_is_no_task(void)`：判断系统是否有正在运行的任务 - `TM_is_task_exixt(uint32_t PID)`：根据PID号判断该任务是否运行 **示例代码1**： ```c #include "taskmanager.h" #include "TaskManager_config.h" #include "stdio.h" // 任务1 void task1(void) { printf("task1!\n"); } // 任务2 void task2(void) { printf("task2!\n"); } void main(void) { TM_init(); // 任务1立即启动，每2ms中运行一次，无休无止的运行 TaskMsg tasks_msg1 = { task1,NOW,2,RUN_FOREVER,PID_INIT}; TM_add_task(&tasks_msg1); // 任务2在1ms之后启动，每4ms运行一次，运行5次自动结束 TaskMsg tasks_msg2 = { task2,1,4,5,0 }; TM_add_task(&tasks_msg2); while (1) { // 任务管理器启动 TM_run(); } } ``` **示例代码2** `[Demo/MSVC/c_language]` ```C #include "../TaskManager/taskmanager.h" #include "../TaskManager/TaskManager_config.h" #include "stdio.h" void task0(void) { static i = 1; printf_s("\n%d:", i); i++; } void task1(void) { printf_s("task1!"); } void task2(void) { printf_s("task2!"); } void main(void) { TM_init(1); TaskMsg tasks_msg0 = { task0,NOW,1,RUN_FOREVER,PID_INIT}; int PID0 = TM_add_task(&tasks_msg0); TaskMsg tasks_msg1 = { task1,NOW,2,RUN_FOREVER,PID_INIT}; int PID1 = TM_add_task(&tasks_msg1); TaskMsg tasks_msg2 = { task2,NOW,4,RUN_FOREVER,PID_INIT }; int PID2 = TM_add_task(&tasks_msg2); while (1) { TM_run(); if (get_systime() > 10) tasks_msg1.period = 1; if (get_systime() > 20) TM_kill_by_PID(PID1); if (get_systime() > 30) TM_kill_by_taskmsg(&tasks_msg2); if (get_systime() > 40) return; } } ``` 运行结果: ``` 1:task1!task2! 2: 3:task1! 4: 5:task1!task2! 6: 7:task1! 8: 9:task1!task2! 10: 11:task1! 12: 13:task1!task2! 14:task1! 15:task1! 16:task1! 17:task1!task2! 18:task1! 19:task1! 20:task1! 21:task2! 22: 23: 24: 25:task2! 26: 27: 28: 29:task2! 30: 31: 32: 33: 34: 35: 36: 37: 38: 39: 40: C:\Users\Harry\Desktop\TaskManager\Demo\MSVC\c_language\Debug\c_language.exe (进程 41888)已退出，返回代码为: 0。 若要在调试停止时自动关闭控制台，请启用“工具”->“选项”->“调试”->“调试停止时自动关闭控制台”。 按任意键关闭此窗口... ``` ## 2.2 移植方法 将 `TaskManager_c` 添加到程序目录下，引用 `taskmanager.h` ， `TaskManager_config.h` 和 `systime.h` 并配置时钟即可。 以移植STM32F107为例，说明如下： **Step1:添加项目文件** - 添加c文件到项目目录 <img src="readme.assets/image-20220412143641678.png" alt="image-20220412143641678" style="zoom: 67%;" /> - 添加头文件路径  **Step2: 更改系统头文件** 进入 `TaskManager_config.h` ，查看如下代码 ```c // 跨平台移植，处理编译器 #ifdef ARM_KILL // kill编译器 #include "stm32f10x_conf.h" #endif ``` 将 `stm32f10x_conf.h` 换成系统相关的文件（标准库） 如果使用HAL库，请根据以下内容自行修改 > 此头文件有以下用处： > > - 引入 `uint32_t` ，`uint8_t` 等数据类型定义 > - 系统时钟初始化，根据情况，更改 `TM_init()` 函数内 `SysTick_Config(SYS_CYCLE_TIME * 72000000 / 1000);`，完成系统初始化 **Step3: 更改滴答计时器的初始化** 在 `stm32f10x_it.c` 中，覆盖原有的 `SysTick_Handler` 中断服务函数 ```C #include "systime.h" void SysTick_Handler(void) { update_systime(); } ``` # 3. 系统原理【有机会重写】  - 任务状态：系统在一个循环时间 `SYS_CYCLE_TIME`内，**根据时间 **判断任务是否处于就绪状态 > 判断依据：每个任务都有一个【下次开始时间】的属性，判断该值是否等于系统现在的时间 ```C for (uint32_t PID=0; PID<MAX_TASK_NUM; PID++) { if (task_list[PID]->start_time == systime) { ; // 执行相应任务 } } ``` - 任务执行：系统在一个循环时间 `SYS_CYCLE_TIME`内，执行完所有就绪任务，并更新所有任务下次执行的时间 > 所以，循环时间不能太小，否则系统溢出造成未知错误 - 其他：在一个循环时间内，如果所有任务执行完，还有额外的时间，系统空转。