* 导师视频讲解：[**去听课**](https://www.bilibili.com/video/BV1k34y1D7Vz?p=24) >[success] **技术支持说明：** >**1**.一般以自主学习为主 > **2**.可到官方问答社区中提问：[**去提问**](https://bbs.csdn.net/forums/zigbee) > **3**.工程师**会尽快**解答社区问题，但他们是一线开发，【**难以保证**】解答时效，解答辛苦，感谢理解！ <br/> 本节内容将以一个简单的例子来说明任务的调度机制。 <br/> ## **基础理论** 系统进行任务调度过程中涉及到任务、任务池、优先级、轮询和系统调度周期几个概念，接下来分别介绍一下这几个概念。 * **任务（Task）**：可以理解为需要处理器处理的具体任务，例如“在1秒后开灯”或者“关灯”等等。 ### * **任务池**：是一个可以存储多个任务的缓冲区，例如一个任务池中可以存放“1秒后开灯”、“2秒后关灯”、“3秒后开灯”及“1分钟后关灯”这几个任务。系统会在指定的时间去执行任务池中的各个任务。 ### * **优先级**：由于可能存在在同一个时刻需要执行多个任务的情况，所以需要区分在这个时刻优先处理哪些任务、延后处理哪些任务，而优先级是用来标记每一个任务的优先等级。在相同条件下，系统会优先处理高优先级的任务，同时低优先级的任务需要等待处理。另外，系统也可能会中断优先级较底的任务，转而去处理优先级较高的任务。 ### * **轮询**：系统会**每隔一段时间**在任务池中检查有没有现在需要处理的任务，这个过程称为轮询。 ### * **操作系统调度周期**：调度周期是指轮询概念中“**每隔一段时间**”的具体时间长度。系统调度周期也是任务的最小时间周期，例如系统调度周期是1秒钟，但是存在一个任务是“0.1秒后关灯”，该任务虽然要求0.1秒后关灯，但由于0.1秒小于系统调度周期，所以这个任务在1秒后才会被执行。 <br/> ## **动手实现系统调度** **总体流程** 本节课配套的工程代码如图所示。  ### 打开main.c文件，其中的主函数代码如下： ``` void main() { initLed();//初始化LED灯 taskListInit();//初始化任务池 addTask(2000, TASK_LED_ON);//往任务池中添加一个任务，即2s后打开LED addTask(3000, TASK_LED_OFF);//往任务池中添加一个任务，即3s后关闭LED //每隔1ms轮询1次 while(1) { delayMs(1);//暂停1ms polling();//轮询 } } ``` ### >[info] 上述代码简单地模拟了系统调度过程，其目的是为了让读者能更通俗地理解，难免会有些不够严谨的地方。 在主函数中首先初始化了任务池，然后向任务池添加了两个任务，分别是“2秒后开灯”和“3秒后关灯”，接着便进入了while循环。delayMs函数让程序等待1毫秒后才接着运行，polling函数让程序去查看有没有需要处理的任务。就这样，这段代码实现了每隔1毫秒就去查看有没有需要处理的任务，于是模拟了一个系统调度周期为1毫秒的系统轮询。 <br/> #### **任务池的实现** 适用于任务池的数据结构有多种，比如队列（先进先出）、堆栈（先进后出）和树状结构（遍历）。这些数据结构的实现方式可以是静态的数组或者是动态的链表等。为了便于读者理解，此处使用静态的数组作为任务池数据结构的实现。 ### 定义一个结构体来表示一个任务，代码如下： ``` /** @brief 任务结构体的定义*/ typedef struct task_t { bool occupy;//是否已占用：true表示当前有任务；false表示当前没有任务 uint16_t task;//任务内容 uint16_t expire;//等待时间 } task_t; ``` ### 于是我们可以定义一个结构体数组来表示任务池，代码如下： ``` /** @brief 任务池的定义 */ #define TASK_LIST_SIZE 5 static task_t taskList_g[TASK_LIST_SIZE]; ``` 接着，我们定义4个API来操作任务池。 ### **1. taskListInit(void)** 任务池初始化函数taskListInit(void)把数组中的的每个元素的occupy值设置为false，表示该元素没有存放任务，代码如下： ``` /* * 任务池初始化 */ static void taskListInit() { //把所有任务都设置为未使用 for (uint16_t i = 0; i < TASK_LIST_SIZE; i++) taskList_g[i].occupy = false; } ``` ### **2. addTask(uint16_t expire, uint16_t event)** 增加任务函数addTask首先查找整个数组看看有没有没被占用（occupy=false）的元素。如果找到了，把任务信息保存到该数组元素中，并把标志位occupy设置为“占用”（occupy=true），代码如下： ``` /* * 往任务池中添加任务 * @param expire 延迟多久执行 * @param task 任务内容 */ 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()** 轮询函数polling查找整个数组，看看有没有数组元素被“占用”且对应的任务到期。如有，则处理该任务，并在处理后释放该数组元素控件，即把occupy设置为false，代码如下： ``` /* * 轮询 */ 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)) { //执行任务 taskHandler(taskList_g[i].task); //释放任务池中的空间 taskList_g[i].occupy = false; } } ``` 其中，每执行一次for循环expire的值都会自减1，如果expire的值减至0表示该任务已经到时间执行了，便调用任务处理函数执行任务。另外，由于在任务池前面的任务会被优先遍历并被执行，因此越靠前的任务的优先级也就越高了。 ### **4. taskHandler(uint16_t task)** 任务处理函数taskHandler(uint16\_t task)的工作内容是根据各个任务内容来进行相应的处理。需要注意的是，我们在处理完对应的任务后，又重新往任务池添加了新的任务，比如TASK\_LED\_ON也就是开LED，然后我们又设置了TASK\_LED\_OFF任务，从而达到周期性任务的效果，代码如下： ``` /* * 执行指定的任务 * * @param task 任务 */ static void taskHandler(uint16_t task) { /* 根据指定的任务，执行对应的操作 */ if (task == TASK_LED_ON) { LED = LED_ON;//开灯 printf("Set Led On!\n"); //执行完任务后，重新往任务池中添加一个开灯任务 addTask(2000, TASK_LED_ON); } else if(task == TASK_LED_OFF) { LED = LED_OFF;//关灯 printf("Set Led Off!\n"); //执行完任务后，重新往任务池中添加一个关灯任务 addTask(2000, TASK_LED_OFF); } } ``` <br/> ## **调试仿真** 单击集成开发环境IAR 10.10.1中的Download and Debug按钮进行程序的编译、链接和下载并进入仿真模式，如图所示。  进入仿真模式之后，单击Go按钮运行程序，如图所示。  程序运行后，可以看到在Terminal I/O窗口中交替输出Set Led On和Set Led Off，如图所示。  <br/> <br/> ## **项目定制** * 如需项目定制开发，可扫码添加项目经理好友（注明“**项目定制**”） * 定制范围：**NB-IoT**、**CATn（4G）**、**WiFi**、**ZigBee**、**BLE Mesh**以及**STM32**、**嵌入式Linux**等IoT技术方案 * 善学坊官网：[www.sxf-iot.com](https://www.sxf-iot.com/)  * 非项目定制**勿扰**，此处**非**技术支持