eng
Выпуск #6/2009
С.Гусев, С.Шумилин.
Реализация многозадачных приложений на МК серии 1886
Реализация многозадачных приложений на МК серии 1886
Просмотры: 2827
Компания ЗАО "ПКК Миландр" занимается разработкой отечественных микросхем для аппаратуры специального назначения, в том числе для нужд Минобороны. В настоящее время разработан и освоен в серийном производстве широкий ассортимент изделий, включенных в перечень МОП, среди которых – микроконтроллеры, схемы статической памяти, интерфейсные, радиочастотные и многие другие. Все разрабатываемые микросхемы отвечают жестким требованиям, предъявляемым к специальной элементной базе. Помимо самих микросхем, большое внимание уделяется также средствам разработки и технической поддержке потребителей. Для этого компания разрабатывает и поставляет демонстрационно-отладочные комплекты, примеры программ и программные средства для разработки приложений.
В 2009 году компания ЗАО "ПКК Миландр" приобрела лицензию у норвежской компании B Knudsen Data (www.bknd.com) на право распространения компилятора СС7А, предназначенного для разработки приложений для микроконтроллеров серии 1886 на языке Си.
Серия микроконтроллеров 1886ВЕ содержит микроконтроллеры для различных применений. Так, первые микроконтроллеры 1886ВЕ1 и 1886ВЕ2 разрабатывались в рамках ОКР по импортозамещению микроконтроллеров PIC17C756 фирмы Microchip. Микроконтроллер 1886ВЕ3 предназначен для создания защищенных криптографических USB-накопителей и имеет блок аппаратной поддержки криптографического алгоритма (ГОСТ 28147-89), контроллер USB-интерфейса, контроллер внешней NAND флеш-памяти и SD/MMC-карт памяти. Микроконтроллер 1886ВЕ4 предназначен для реализации USB-интерфейса в различных системах связи и управления. Микроконтроллер 1886ВЕ5 имеет в своем составе контроллер CAN- и LIN-интерфейсов и применяется в автомобильной технике. Микроконтроллер 1886ВЕ6 содержит 12-разрядные ЦАП и АЦП, а также схему аппаратного компаратора, схемы ШИМ и регистрации событий и предназначен для различных аналоговых систем. Микроконтроллер 1886ВЕ7 разработан по технологии сверхмалого потребления, выпускается в миниатюрном корпусе и предназначен для систем с батарейным и критичным к уровню потребления питанием. Основные характеристики микроконтроллеров серии 1886 представлены в табл.1.
Компилятор СС7А поставляется в двух вариантах: полный (поставляется отдельно) и урезанный(поставляется вместе со средой IDE). Оба варианта поддерживают все инструкции серии 1886 и генерируют оптимальный ассемблерный код.
Полная версия компилятора поддерживает 8-, 16-, 24- и 32-бит знаковые и беззнаковые переменные и переменные типа bit. Компилятор позволяет использовать структуры, объединения, битовые поля, переопределение типов, массивы и указатели.
Возможна работа с переменными с плавающей запятой. Коды библиотечных функций быстрые и компактные, а генерируемый код можно оптимизировать как по размеру, так и по скорости.
Табл.2 демонстрирует основные различия полной и урезанной версий компилятора CC7A.
Принцип многозадачности
Традиционные программы строятся по принципу последовательного выполнения команд с прерываниями и переходами. Подобные приложения часто помещаются в одном файле, содержащем закольцованную основную функцию и небольшой набор процедур, последовательно вызываемых из основной функции. Подобный подход пригоден для небольших приложений. По мере роста размера и сложности кода программы возникает необходимость в специальных подходах к организации структуры приложений. При этом, если удается из общего кода программы выделить отдельные, независящие друг от друга задачи, такое приложение можно организовать по принципу многозадачности.
Код программы при таком подходе разбивается на несколько независимых друг от друга частей, которые называются задачами или процессами. Ядро многозадачности или некоторый его аналог, содержащийся обычно в основной функции приложения, определяет, которая из задач будет выполняться следующей. Разрабатывать код для каждой задачи можно независимо от разработки всего остального приложения. Таким образом, достигается модульность кода программы, что существенно упрощает процесс проектирования.
Одним из наиболее распространенных на сегодняшний день алгоритмов распределения вычислительных ресурсов является выполнение каждого процесса в течение определенного промежутка времени. Такой метод, называемый разделением по времени, обладает одним важным недостатком – необходимостью сохранять контекст каждой задачи в момент переключения. Эта особенность накладывает жесткие требования на используемый микроконтроллер: он должен иметь достаточно свободных ресурсов и быть мощным, чтобы за короткое время сохранить контекст текущей задачи, загрузить контекст следующей и при этом сохранять данные о выполнении всех остальных неактивных процессов. Поэтому для обычных 8-разрядных микроконтроллеров такой метод организации многозадачных приложений не подходит.
Другим возможным решением поставленной задачи для 8-разрядных микроконтроллеров является алгоритм разделения по коду. В этом случае переключение с процесса на процесс происходит только тогда, когда текущий процесс выполнил некоторый заранее определенный программистом этап работы. При этом не нужно сохранять контекст каждой задачи, так как к моменту завершения этапа процесс фактически окончен и может быть безболезненно прерван. Однако программисту необходимо заранее продумать структуру приложения и включить в код информацию обо всех состояниях и переходах между его этапами. Иначе такой код будет содержать много информации, не относящейся к основным функциям приложения, и в результате получиться запутанным и трудночитаемым.
Концепция LEANSLICE
Решением для простого и удобного создания многопоточных приложений по принципу разделения кода может стать режим LEANSLICE в компиляторе СС7A.
Концепция LEANSLICE отличается от традиционных подходов. В ней заложен ряд особенностей, существенно упрощающих многозадачное программирование под небольшие микроконтроллеры:
* возможность реализации многозадачных приложений на микроконтроллерах с фиксированным аппаратным стеком, доступ к которому не может быть получен никакими другими средствами, кроме команд CALL и RETURN;
* возможность независимого написания кода для каждой задачи, что значительно упрощает структуру программы;
* использование алгоритма разделения по коду, наиболее подходящего для небольших 8-разрядных микроконтроллеров;
* автоматизация проектирования конечных программных автоматов. Процесс их проектирования приближен к традиционному программированию на С, а код программы – компактнее и понятнее.
Для определения в коде программы моментов завершения очередных этапов процесса, моментов, когда он может быть остановлен, а также для запуска процессов из основной функции и организации переключения между процессами используются специализированные, встроенные в компилятор функции. Это позволяет создавать для микроконтроллеров более совершенные программы, причем затраты сил и времени такие же, как на обычную программу.
Реализация многозадачности
Приложение с реализацией многозадачности в режиме LEANSLICE представляет собой набор задач, описанных независимо друг от друга, и основную функцию, определяющую порядок переключения процессов и некоторые общие для всего приложения действия. Каждая задача представляет собой конечный автомат, после каждого выполнения кода текущего состояния которого, приложение переключается на следующую задачу. При этом информация о состоянии задач и необходимых переключениях вставляется в код программы автоматически при компиляции.
Рассмотрим диаграмму, приведенную на рис.1. Приложение содержит два параллельных процесса. Кружками на нем обозначены состояния процессов, некоторые законченные этапы работы, а стрелочками показаны переключения между ними. Допустим, приложение начинает выполняться с этапа A первого процесса. После завершения этого этапа выполнение кода управления будет передано этапу B второго процесса. После завершения этапа B, если сформированы условия запуска этапа С, произойдет переход на соответствующий код. Если условие не выполнено, то управление снова передается второму процессу на этап D. Таким образом, пока не сформированы условия запуска для первого процесса, продолжается выполнение второго процесса, причем после каждого этапа будет иметь место попытка передать управление первому процессу.
Для описания состояний конечного автомата процесса разработчику требуется лишь вставить специальные функции waitState() для завершения каждого этапа в коде задачи, а для переключения процессов – одну или несколько функций taskSlicer() в основной функции. Заметим, что ни waitState() ни taskSlicer() не являются функциями в обычном понимании, это своеобразные директивы компилятора, заменяемые при компиляции требуемым кодом.
Функция taskSlicer() может иногда явно указывать на следующий процесс, в этом случае необходимо передать в качестве параметра имя следующей задачи. Код основной функции может выглядеть, например, следующим образом:
..............
Если функции taskSlicer не указывают явно номер процесса, то компилятор автоматич ески построит код таким образом, что процессы будут переключаться по кругу. В этом случае основная функция должна иметь вид:
...............
В обоих примерах программа, выполнив инициализацию всех задач и переменных, входящих в основной этап первой задачи, производит возврат в основную программу, и далее выполняется следующая задача в соответствии с кодом основной функции.
Код текущего состояния задачи считается законченным при достижении функций waitState() или changeState(). Разница между ними состоит в том, что waitState() обычно включается в тело цикла <условия перехода к следующему состоянию>, а changeState() жестко переключает состояние автомата на следующее (указанное явно или не явно). Например, в приведенном ниже примере операторы состояния 1 будут выполняться до достижения <условия 1>, при этом после каждого цикла выполнения приложение будет переходить из задачи в основную функцию. После удовлетворения <условия 1>, выполнив <последовательность действий 2>, задача переключит состояния на указанное в <номер состояния перехода>, но перед этим произойдет выход в основную функцию и выполнение остальных задач приложения.
................
Формат статьи не позволяет подробно описать все возможности компилятора для работы с процессами. Компилятор может также останавливать процессы, "подвешивать" их, перезапускать, получать состояние текущего этапа процесса. В общем, при помощи LEANSLICE можно реализовать все необходимые функции для написания оптимального кода многозадачного приложения.
Кроме того, компилятор обладает набором библиотек функций, необходимых разработчику многопоточных приложений. В их состав входят:
* библиотека задержек и таймеров – содержит 8-, 16- и 24-разрядные таймеры, которые могут быть использованы для получения необходимых задержек;
* библиотека событий – позволяет процессам управлять друг другом;
* библиотеки семафоров и двоичных семафоров – используется для защиты общих для всех процессов данных и ресурсов;
* почтовые ящики – позволяют процессам обмениваться сообщениями.
Для более подробного ознакомления со всеми функциями и возможностями компилятора СС7А и режима поддержки многозадачности LEANSLICE можно скачать руководство по эксплуатации с сайта www.milandr.ru.
Пример реализации многозадачного приложения
Рассмотрим подробнее методику созданий многозадачной программы на примере небольшого приложения, реализующего функции электронных часов, секундомера и будильника на базе демонстрационно-отладочной платы для микроконтроллера 1886ВЕ2. В данной задаче функции часов, будильника и секундомера могут быть представлены как отдельные, независимые друг от друга процессы, с помощью которых демонстрируются возможности поддержки многозадачности компилятора СС7A, а реализация на стандартном демонстрационно-отладочном наборе позволит пользователям самостоятельно повторить и расширить приложение с целью освоения новых возможностей.
Исходное приложение разбито на четыре различных процесса, управляемых из основной функции (рис.2). Управление устройством осуществляется кнопками SW6, SW5, SW4 и SW3 (порт Е, выводы PE[3..0] микроконтроллера), а вывод информации – на индикаторы D12…D8 (рис.3). Сигналом будильника является мигание светодиодов VD8…VD1, управляемых портом F.
Рассмотрим подробнее код для основной функции[1]. После инициализации всех констант, переменных и задач следует основной цикл функции. В цикле после определения текущего режима и состояния таймера происходит перебор всех процессов.
....................
Первая исполняемая задача – это процесс задания времени часов RTC(). Диаграмму автомата процесса можно увидеть на рис.4. Реализации этого автомата на языке C с использованием режима LEANSLICE имеет вид:
....................
В нулевом состоянии, т.е. "нормальный ход часов", автомат будет находиться до нажатия клавиши SW5. При этом каждый раз процесс RTC в нулевом состоянии, получив управление, проверяет, требуется ли инкрементировать переменные времени и в случае необходимости, посчитав новое значение переменных, возвращает управление основной функции, которая передает управление следующему процессу. Клавиша SW5 переводит автомат во второе состояние, где происходит установка секунд. При этом, если приложение не находится в режиме часов (Mode!=0), управление блокируется, но процесс не останавливается и продолжает счет времени. Далее следуют этапы и установки минут и часов. При очередном нажатии клавиши SW5 автомат возвращается в исходное состояние нормального хода часов.
Процесс "будильник" AC() имеет аналогичную структуру. Отличия заключаются в том, что начальным состоянием для него является установка секунд, далее после каждого нажатия SW5 следует установка переменных минут, часов, а в последнем состоянии процесс сравнивает установленное значение со значением часов. При совпадении значений зажигается линейка светодиодов VD8…VD1. Этот процесс, как и любой другой в этом приложении, можно перевести в любое состояние и переключить режим устройства. Управление процессом при этом будет блокировано, но он продолжает функционирование в том состоянии, в котором был оставлен.
Процесс "секундомер" SW() имеет два состояния – состояние работы и состояние остановки. При этом возможно осуществить его сброс. Процесс функционирует аналогично предыдущим.
Последний процесс Display() выводит на индикаторы состояния переменных времени процесса в соответствии с выбранным режимом. При этом индикаторы управляются при помощи двух 8-разрядных портов микроконтроллера 1886ВЕ2: на порт С выводится код символа для отображения на индикаторе, а текущий индикатор для отображения выбирается с помощью порта D. Таким образом, чтобы отобразить информацию необходимо постоянно обновлять каждый индикатор, последовательно перебирая их, чтобы они продолжали свечение. Эта задача также демонстрирует возможности контроля времени выполнения задач. Так как необходимо постоянно обновлять информацию на индикаторах, повторные выполнения задачи должны осуществляться через короткие промежутки времени, определяемые временем угасания светодиода. Так, для процесса вывода данных время обновления информации на индикаторах составляет суммированное время, за которое выполняются инструкции активного состояния каждого процесса. Это достаточно для получения четкого и яркого свечения. Структура процесса Display:
.......................
Мы рассмотрели пример реализации обычной задачи, разработать которую можно и без многозадачности системы компилирования. Применение режима LEANSLICE компилятора СС7A упрощает структуру приложения и ускоряет реализацию. Код программы не содержит сложной системы условных переходов и множества служебных переменных.
Для более сложных задач с множеством условий переменных и процедур компилятор LEANSLICE также является оптимальным решением.
Серия микроконтроллеров 1886ВЕ содержит микроконтроллеры для различных применений. Так, первые микроконтроллеры 1886ВЕ1 и 1886ВЕ2 разрабатывались в рамках ОКР по импортозамещению микроконтроллеров PIC17C756 фирмы Microchip. Микроконтроллер 1886ВЕ3 предназначен для создания защищенных криптографических USB-накопителей и имеет блок аппаратной поддержки криптографического алгоритма (ГОСТ 28147-89), контроллер USB-интерфейса, контроллер внешней NAND флеш-памяти и SD/MMC-карт памяти. Микроконтроллер 1886ВЕ4 предназначен для реализации USB-интерфейса в различных системах связи и управления. Микроконтроллер 1886ВЕ5 имеет в своем составе контроллер CAN- и LIN-интерфейсов и применяется в автомобильной технике. Микроконтроллер 1886ВЕ6 содержит 12-разрядные ЦАП и АЦП, а также схему аппаратного компаратора, схемы ШИМ и регистрации событий и предназначен для различных аналоговых систем. Микроконтроллер 1886ВЕ7 разработан по технологии сверхмалого потребления, выпускается в миниатюрном корпусе и предназначен для систем с батарейным и критичным к уровню потребления питанием. Основные характеристики микроконтроллеров серии 1886 представлены в табл.1.
Компилятор СС7А поставляется в двух вариантах: полный (поставляется отдельно) и урезанный(поставляется вместе со средой IDE). Оба варианта поддерживают все инструкции серии 1886 и генерируют оптимальный ассемблерный код.
Полная версия компилятора поддерживает 8-, 16-, 24- и 32-бит знаковые и беззнаковые переменные и переменные типа bit. Компилятор позволяет использовать структуры, объединения, битовые поля, переопределение типов, массивы и указатели.
Возможна работа с переменными с плавающей запятой. Коды библиотечных функций быстрые и компактные, а генерируемый код можно оптимизировать как по размеру, так и по скорости.
Табл.2 демонстрирует основные различия полной и урезанной версий компилятора CC7A.
Принцип многозадачности
Традиционные программы строятся по принципу последовательного выполнения команд с прерываниями и переходами. Подобные приложения часто помещаются в одном файле, содержащем закольцованную основную функцию и небольшой набор процедур, последовательно вызываемых из основной функции. Подобный подход пригоден для небольших приложений. По мере роста размера и сложности кода программы возникает необходимость в специальных подходах к организации структуры приложений. При этом, если удается из общего кода программы выделить отдельные, независящие друг от друга задачи, такое приложение можно организовать по принципу многозадачности.
Код программы при таком подходе разбивается на несколько независимых друг от друга частей, которые называются задачами или процессами. Ядро многозадачности или некоторый его аналог, содержащийся обычно в основной функции приложения, определяет, которая из задач будет выполняться следующей. Разрабатывать код для каждой задачи можно независимо от разработки всего остального приложения. Таким образом, достигается модульность кода программы, что существенно упрощает процесс проектирования.
Одним из наиболее распространенных на сегодняшний день алгоритмов распределения вычислительных ресурсов является выполнение каждого процесса в течение определенного промежутка времени. Такой метод, называемый разделением по времени, обладает одним важным недостатком – необходимостью сохранять контекст каждой задачи в момент переключения. Эта особенность накладывает жесткие требования на используемый микроконтроллер: он должен иметь достаточно свободных ресурсов и быть мощным, чтобы за короткое время сохранить контекст текущей задачи, загрузить контекст следующей и при этом сохранять данные о выполнении всех остальных неактивных процессов. Поэтому для обычных 8-разрядных микроконтроллеров такой метод организации многозадачных приложений не подходит.
Другим возможным решением поставленной задачи для 8-разрядных микроконтроллеров является алгоритм разделения по коду. В этом случае переключение с процесса на процесс происходит только тогда, когда текущий процесс выполнил некоторый заранее определенный программистом этап работы. При этом не нужно сохранять контекст каждой задачи, так как к моменту завершения этапа процесс фактически окончен и может быть безболезненно прерван. Однако программисту необходимо заранее продумать структуру приложения и включить в код информацию обо всех состояниях и переходах между его этапами. Иначе такой код будет содержать много информации, не относящейся к основным функциям приложения, и в результате получиться запутанным и трудночитаемым.
Концепция LEANSLICE
Решением для простого и удобного создания многопоточных приложений по принципу разделения кода может стать режим LEANSLICE в компиляторе СС7A.
Концепция LEANSLICE отличается от традиционных подходов. В ней заложен ряд особенностей, существенно упрощающих многозадачное программирование под небольшие микроконтроллеры:
* возможность реализации многозадачных приложений на микроконтроллерах с фиксированным аппаратным стеком, доступ к которому не может быть получен никакими другими средствами, кроме команд CALL и RETURN;
* возможность независимого написания кода для каждой задачи, что значительно упрощает структуру программы;
* использование алгоритма разделения по коду, наиболее подходящего для небольших 8-разрядных микроконтроллеров;
* автоматизация проектирования конечных программных автоматов. Процесс их проектирования приближен к традиционному программированию на С, а код программы – компактнее и понятнее.
Для определения в коде программы моментов завершения очередных этапов процесса, моментов, когда он может быть остановлен, а также для запуска процессов из основной функции и организации переключения между процессами используются специализированные, встроенные в компилятор функции. Это позволяет создавать для микроконтроллеров более совершенные программы, причем затраты сил и времени такие же, как на обычную программу.
Реализация многозадачности
Приложение с реализацией многозадачности в режиме LEANSLICE представляет собой набор задач, описанных независимо друг от друга, и основную функцию, определяющую порядок переключения процессов и некоторые общие для всего приложения действия. Каждая задача представляет собой конечный автомат, после каждого выполнения кода текущего состояния которого, приложение переключается на следующую задачу. При этом информация о состоянии задач и необходимых переключениях вставляется в код программы автоматически при компиляции.
Рассмотрим диаграмму, приведенную на рис.1. Приложение содержит два параллельных процесса. Кружками на нем обозначены состояния процессов, некоторые законченные этапы работы, а стрелочками показаны переключения между ними. Допустим, приложение начинает выполняться с этапа A первого процесса. После завершения этого этапа выполнение кода управления будет передано этапу B второго процесса. После завершения этапа B, если сформированы условия запуска этапа С, произойдет переход на соответствующий код. Если условие не выполнено, то управление снова передается второму процессу на этап D. Таким образом, пока не сформированы условия запуска для первого процесса, продолжается выполнение второго процесса, причем после каждого этапа будет иметь место попытка передать управление первому процессу.
Для описания состояний конечного автомата процесса разработчику требуется лишь вставить специальные функции waitState() для завершения каждого этапа в коде задачи, а для переключения процессов – одну или несколько функций taskSlicer() в основной функции. Заметим, что ни waitState() ни taskSlicer() не являются функциями в обычном понимании, это своеобразные директивы компилятора, заменяемые при компиляции требуемым кодом.
Функция taskSlicer() может иногда явно указывать на следующий процесс, в этом случае необходимо передать в качестве параметра имя следующей задачи. Код основной функции может выглядеть, например, следующим образом:
..............
Если функции taskSlicer не указывают явно номер процесса, то компилятор автоматич ески построит код таким образом, что процессы будут переключаться по кругу. В этом случае основная функция должна иметь вид:
...............
В обоих примерах программа, выполнив инициализацию всех задач и переменных, входящих в основной этап первой задачи, производит возврат в основную программу, и далее выполняется следующая задача в соответствии с кодом основной функции.
Код текущего состояния задачи считается законченным при достижении функций waitState() или changeState(). Разница между ними состоит в том, что waitState() обычно включается в тело цикла <условия перехода к следующему состоянию>, а changeState() жестко переключает состояние автомата на следующее (указанное явно или не явно). Например, в приведенном ниже примере операторы состояния 1 будут выполняться до достижения <условия 1>, при этом после каждого цикла выполнения приложение будет переходить из задачи в основную функцию. После удовлетворения <условия 1>, выполнив <последовательность действий 2>, задача переключит состояния на указанное в <номер состояния перехода>, но перед этим произойдет выход в основную функцию и выполнение остальных задач приложения.
................
Формат статьи не позволяет подробно описать все возможности компилятора для работы с процессами. Компилятор может также останавливать процессы, "подвешивать" их, перезапускать, получать состояние текущего этапа процесса. В общем, при помощи LEANSLICE можно реализовать все необходимые функции для написания оптимального кода многозадачного приложения.
Кроме того, компилятор обладает набором библиотек функций, необходимых разработчику многопоточных приложений. В их состав входят:
* библиотека задержек и таймеров – содержит 8-, 16- и 24-разрядные таймеры, которые могут быть использованы для получения необходимых задержек;
* библиотека событий – позволяет процессам управлять друг другом;
* библиотеки семафоров и двоичных семафоров – используется для защиты общих для всех процессов данных и ресурсов;
* почтовые ящики – позволяют процессам обмениваться сообщениями.
Для более подробного ознакомления со всеми функциями и возможностями компилятора СС7А и режима поддержки многозадачности LEANSLICE можно скачать руководство по эксплуатации с сайта www.milandr.ru.
Пример реализации многозадачного приложения
Рассмотрим подробнее методику созданий многозадачной программы на примере небольшого приложения, реализующего функции электронных часов, секундомера и будильника на базе демонстрационно-отладочной платы для микроконтроллера 1886ВЕ2. В данной задаче функции часов, будильника и секундомера могут быть представлены как отдельные, независимые друг от друга процессы, с помощью которых демонстрируются возможности поддержки многозадачности компилятора СС7A, а реализация на стандартном демонстрационно-отладочном наборе позволит пользователям самостоятельно повторить и расширить приложение с целью освоения новых возможностей.
Исходное приложение разбито на четыре различных процесса, управляемых из основной функции (рис.2). Управление устройством осуществляется кнопками SW6, SW5, SW4 и SW3 (порт Е, выводы PE[3..0] микроконтроллера), а вывод информации – на индикаторы D12…D8 (рис.3). Сигналом будильника является мигание светодиодов VD8…VD1, управляемых портом F.
Рассмотрим подробнее код для основной функции[1]. После инициализации всех констант, переменных и задач следует основной цикл функции. В цикле после определения текущего режима и состояния таймера происходит перебор всех процессов.
....................
Первая исполняемая задача – это процесс задания времени часов RTC(). Диаграмму автомата процесса можно увидеть на рис.4. Реализации этого автомата на языке C с использованием режима LEANSLICE имеет вид:
....................
В нулевом состоянии, т.е. "нормальный ход часов", автомат будет находиться до нажатия клавиши SW5. При этом каждый раз процесс RTC в нулевом состоянии, получив управление, проверяет, требуется ли инкрементировать переменные времени и в случае необходимости, посчитав новое значение переменных, возвращает управление основной функции, которая передает управление следующему процессу. Клавиша SW5 переводит автомат во второе состояние, где происходит установка секунд. При этом, если приложение не находится в режиме часов (Mode!=0), управление блокируется, но процесс не останавливается и продолжает счет времени. Далее следуют этапы и установки минут и часов. При очередном нажатии клавиши SW5 автомат возвращается в исходное состояние нормального хода часов.
Процесс "будильник" AC() имеет аналогичную структуру. Отличия заключаются в том, что начальным состоянием для него является установка секунд, далее после каждого нажатия SW5 следует установка переменных минут, часов, а в последнем состоянии процесс сравнивает установленное значение со значением часов. При совпадении значений зажигается линейка светодиодов VD8…VD1. Этот процесс, как и любой другой в этом приложении, можно перевести в любое состояние и переключить режим устройства. Управление процессом при этом будет блокировано, но он продолжает функционирование в том состоянии, в котором был оставлен.
Процесс "секундомер" SW() имеет два состояния – состояние работы и состояние остановки. При этом возможно осуществить его сброс. Процесс функционирует аналогично предыдущим.
Последний процесс Display() выводит на индикаторы состояния переменных времени процесса в соответствии с выбранным режимом. При этом индикаторы управляются при помощи двух 8-разрядных портов микроконтроллера 1886ВЕ2: на порт С выводится код символа для отображения на индикаторе, а текущий индикатор для отображения выбирается с помощью порта D. Таким образом, чтобы отобразить информацию необходимо постоянно обновлять каждый индикатор, последовательно перебирая их, чтобы они продолжали свечение. Эта задача также демонстрирует возможности контроля времени выполнения задач. Так как необходимо постоянно обновлять информацию на индикаторах, повторные выполнения задачи должны осуществляться через короткие промежутки времени, определяемые временем угасания светодиода. Так, для процесса вывода данных время обновления информации на индикаторах составляет суммированное время, за которое выполняются инструкции активного состояния каждого процесса. Это достаточно для получения четкого и яркого свечения. Структура процесса Display:
.......................
Мы рассмотрели пример реализации обычной задачи, разработать которую можно и без многозадачности системы компилирования. Применение режима LEANSLICE компилятора СС7A упрощает структуру приложения и ускоряет реализацию. Код программы не содержит сложной системы условных переходов и множества служебных переменных.
Для более сложных задач с множеством условий переменных и процедур компилятор LEANSLICE также является оптимальным решением.
Отзывы читателей
