《《《《《正文》》》》》

《裸機系統(tǒng)》

裸機系統(tǒng)通常分成輪詢系統(tǒng)和前后臺系統(tǒng)，有關這兩者的具體實現(xiàn)方式請看下面的講解。

1、輪詢系統(tǒng)

輪詢系統(tǒng)即是在裸機編程的時候，先初始化好相關的硬件，然后讓主程序在一個死循環(huán)里面不斷循環(huán)，順序地做各種事情，大概的偽代碼具體見代碼清單 5-1。輪詢系統(tǒng)是一種非常簡單的軟件結構，通常只適用于那些只需要順序執(zhí)行代碼且不需要外部事件來驅動的就能完成的事情。在代碼清單 5-1 中，如果只是實現(xiàn) LED 翻轉，串口輸出，液晶顯示等這些操作，那么使用輪詢系統(tǒng)將會非常完美。但是，如果加入了按鍵操作等需要檢測外部信號的事件，用來模擬緊急報警，那么整個系統(tǒng)的實時響應能力就不會那么好了。假設DoSomething3 是按鍵掃描，當外部按鍵被按下，相當于一個警報，這個時候，需要立馬響應，并做緊急處理，而這個時候程序剛好執(zhí)行到 DoSomething1，要命的是 DoSomething1需要執(zhí)行的時間比較久，久到按鍵釋放之后都沒有執(zhí)行完畢，那么當執(zhí)行到 DoSomething3的時候就會丟失掉一次事件。足見，輪詢系統(tǒng)只適合順序執(zhí)行的功能代碼，當有外部事件驅動時，實時性就會降低。

2、前后臺系統(tǒng)

相比輪詢系統(tǒng)，前后臺系統(tǒng)是在輪詢系統(tǒng)的基礎上加入了中斷。外部事件的響應在中斷里面完成，事件的處理還是回到輪詢系統(tǒng)中完成，中斷在這里我們稱為前臺，main 函數(shù)里面的無限循環(huán)我們稱為后臺，大概的偽代碼見代碼清單 5-2。

《多線程系統(tǒng)》

相比前后臺系統(tǒng)，多線程系統(tǒng)的事件響應也是在中斷中完成的，但是事件的處理是在線程中完成的。在多線程系統(tǒng)中，線程跟中斷一樣，也具有優(yōu)先級，優(yōu)先級高的線程會被優(yōu)先執(zhí)行。當一個緊急的事件在中斷被標記之后，如果事件對應的線程的優(yōu)先級足夠高，就會立馬得到響應。相比前后臺系統(tǒng)，多線程系統(tǒng)的實時性又被提高了。多線程系統(tǒng)大概的偽代碼具體見代碼清單 5-3。

相比前后臺系統(tǒng)中后臺順序執(zhí)行的程序主體，在多線程系統(tǒng)中，根據(jù)程序的功能，我們把這個程序主體分割成一個個獨立的，無限循環(huán)且不能返回的小程序，這個小程序我們稱之為線程。每個線程都是獨立的，互不干擾的，且具備自身的優(yōu)先級，它由操作系統(tǒng)調度管理。加入操作系統(tǒng)后，我們在編程的時候不需要精心地去設計程序的執(zhí)行流，不用擔心每個功能模塊之間是否存在干擾。加入了操作系統(tǒng)，我們的編程反而變得簡單了。整個系統(tǒng)隨之帶來的額外開銷就是操作系統(tǒng)占據(jù)的那一丁點的 FLASH 和 RAM?，F(xiàn)如今，單片機的 FLASH 和 RAM 是越來越大，完全足以抵擋 RTOS 那點開銷。

無論是裸機系統(tǒng)中的輪詢系統(tǒng)、前后臺系統(tǒng)和多線程系統(tǒng)，我們不能一錘子的敲定孰優(yōu)孰劣，它們是不同時代的產(chǎn)物，在各自的領域都還有相當大的應用價值，只有合適才是最好。有關這三者的軟件模型區(qū)別具體見表格 5-1。