* 導師視頻講解：[**去聽課**](https://www.bilibili.com/video/BV1k34y1D7Vz?p=24) >[success] **技術支持說明：** >**1**.一般以自主學習為主 > **2**.可到官方問答社區中提問：[**去提問**](https://bbs.csdn.net/forums/zigbee) > **3**.工程師**會盡快**解答社區問題，但他們是一線開發，【**難以保證**】解答時效，解答辛苦，感謝理解！ <br/> 本節內容將以一個簡單的例子來說明任務的調度機制。 <br/> ## **基礎理論** 系統進行任務調度過程中涉及到任務、任務池、優先級、輪詢和系統調度周期幾個概念，接下來分別介紹一下這幾個概念。 * **任務（Task）**：可以理解為需要處理器處理的具體任務，例如“在1秒后開燈”或者“關燈”等等。 ### * **任務池**：是一個可以存儲多個任務的緩沖區，例如一個任務池中可以存放“1秒后開燈”、“2秒后關燈”、“3秒后開燈”及“1分鐘后關燈”這幾個任務。系統會在指定的時間去執行任務池中的各個任務。 ### * **優先級**：由于可能存在在同一個時刻需要執行多個任務的情況，所以需要區分在這個時刻優先處理哪些任務、延后處理哪些任務，而優先級是用來標記每一個任務的優先等級。在相同條件下，系統會優先處理高優先級的任務，同時低優先級的任務需要等待處理。另外，系統也可能會中斷優先級較底的任務，轉而去處理優先級較高的任務。 ### * **輪詢**：系統會**每隔一段時間**在任務池中檢查有沒有現在需要處理的任務，這個過程稱為輪詢。 ### * **操作系統調度周期**：調度周期是指輪詢概念中“**每隔一段時間**”的具體時間長度。系統調度周期也是任務的最小時間周期，例如系統調度周期是1秒鐘，但是存在一個任務是“0.1秒后關燈”，該任務雖然要求0.1秒后關燈，但由于0.1秒小于系統調度周期，所以這個任務在1秒后才會被執行。 <br/> ## **動手實現系統調度** **總體流程** 本節課配套的工程代碼如圖所示。  ### 打開main.c文件，其中的主函數代碼如下： ``` void main() { initLed();//初始化LED燈 taskListInit();//初始化任務池 addTask(2000, TASK_LED_ON);//往任務池中添加一個任務，即2s后打開LED addTask(3000, TASK_LED_OFF);//往任務池中添加一個任務，即3s后關閉LED //每隔1ms輪詢1次 while(1) { delayMs(1);//暫停1ms polling();//輪詢 } } ``` ### >[info] 上述代碼簡單地模擬了系統調度過程，其目的是為了讓讀者能更通俗地理解，難免會有些不夠嚴謹的地方。 在主函數中首先初始化了任務池，然后向任務池添加了兩個任務，分別是“2秒后開燈”和“3秒后關燈”，接著便進入了while循環。delayMs函數讓程序等待1毫秒后才接著運行，polling函數讓程序去查看有沒有需要處理的任務。就這樣，這段代碼實現了每隔1毫秒就去查看有沒有需要處理的任務，于是模擬了一個系統調度周期為1毫秒的系統輪詢。 <br/> #### **任務池的實現** 適用于任務池的數據結構有多種，比如隊列（先進先出）、堆棧（先進后出）和樹狀結構（遍歷）。這些數據結構的實現方式可以是靜態的數組或者是動態的鏈表等。為了便于讀者理解，此處使用靜態的數組作為任務池數據結構的實現。 ### 定義一個結構體來表示一個任務，代碼如下： ``` /** @brief 任務結構體的定義*/ typedef struct task_t { bool occupy;//是否已占用：true表示當前有任務；false表示當前沒有任務 uint16_t task;//任務內容 uint16_t expire;//等待時間 } task_t; ``` ### 于是我們可以定義一個結構體數組來表示任務池，代碼如下： ``` /** @brief 任務池的定義 */ #define TASK_LIST_SIZE 5 static task_t taskList_g[TASK_LIST_SIZE]; ``` 接著，我們定義4個API來操作任務池。 ### **1. taskListInit(void)** 任務池初始化函數taskListInit(void)把數組中的的每個元素的occupy值設置為false，表示該元素沒有存放任務，代碼如下： ``` /* * 任務池初始化 */ static void taskListInit() { //把所有任務都設置為未使用 for (uint16_t i = 0; i < TASK_LIST_SIZE; i++) taskList_g[i].occupy = false; } ``` ### **2. addTask(uint16_t?expire,?uint16_t?event)** 增加任務函數addTask首先查找整個數組看看有沒有沒被占用（occupy=false）的元素。如果找到了，把任務信息保存到該數組元素中，并把標志位occupy設置為“占用”（occupy=true），代碼如下： ``` /* * 往任務池中添加任務 * @param expire 延遲多久執行 * @param task 任務內容 */ static void addTask(uint16_t expire, uint16_t task) { for (uint16_t i = 0; i < TASK_LIST_SIZE; i++) { if(taskList_g[i].occupy) continue; taskList_g[i].task = task; taskList_g[i].expire = expire; taskList_g[i].occupy = true; break; } } ``` ### **3. polling()** 輪詢函數polling查找整個數組，看看有沒有數組元素被“占用”且對應的任務到期。如有，則處理該任務，并在處理后釋放該數組元素控件，即把occupy設置為false，代碼如下： ``` /* * 輪詢 */ static void polling() { for (uint16_t i = 0; i < (sizeof(taskList_g)/sizeof(taskList_g[0])); i++) if (taskList_g[i].occupy && (--taskList_g[i].expire == 0)) { //執行任務 taskHandler(taskList_g[i].task); //釋放任務池中的空間 taskList_g[i].occupy = false; } } ``` 其中，每執行一次for循環expire的值都會自減1，如果expire的值減至0表示該任務已經到時間執行了，便調用任務處理函數執行任務。另外，由于在任務池前面的任務會被優先遍歷并被執行，因此越靠前的任務的優先級也就越高了。 ### **4. taskHandler(uint16_t task)** 任務處理函數taskHandler(uint16\_t task)的工作內容是根據各個任務內容來進行相應的處理。需要注意的是，我們在處理完對應的任務后，又重新往任務池添加了新的任務，比如TASK\_LED\_ON也就是開LED，然后我們又設置了TASK\_LED\_OFF任務，從而達到周期性任務的效果，代碼如下： ``` /* * 執行指定的任務 * * @param task 任務 */ static void taskHandler(uint16_t task) { /* 根據指定的任務，執行對應的操作 */ if (task == TASK_LED_ON) { LED = LED_ON;//開燈 printf("Set Led On!\n"); //執行完任務后，重新往任務池中添加一個開燈任務 addTask(2000, TASK_LED_ON); } else if(task == TASK_LED_OFF) { LED = LED_OFF;//關燈 printf("Set Led Off!\n"); //執行完任務后，重新往任務池中添加一個關燈任務 addTask(2000, TASK_LED_OFF); } } ``` <br/> ## **調試仿真** 單擊集成開發環境IAR 10.10.1中的Download and Debug按鈕進行程序的編譯、鏈接和下載并進入仿真模式，如圖所示。  進入仿真模式之后，單擊Go按鈕運行程序，如圖所示。  程序運行后，可以看到在Terminal I/O窗口中交替輸出Set Led On和Set Led Off，如圖所示。  <br/> <br/> ## **項目定制** * 如需項目定制開發，可掃碼添加項目經理好友（注明“**項目定制**”） * 定制范圍：**NB-IoT**、**CATn（4G）**、**WiFi**、**ZigBee**、**BLE Mesh**以及**STM32**、**嵌入式Linux**等IoT技術方案 * 善學坊官網：[www.sxf-iot.com](https://www.sxf-iot.com/)  * 非項目定制**勿擾**，此處**非**技術支持