mcu由于內部資源的限制，軟件設計有其特殊性，程序一般沒有復雜的算法以及數據結構，代碼量也不大，通常不會使用OS(OperatingSystem),因為對于一個只有若干KROM,一百多byteRAM的mcu來說，一個簡單OS也會吃掉大部分的資源。
對于無os的系統，流行的設計是主程序(主循環)+（定時）中斷，這種結構雖然符合自然想法，不過卻有很多不利之處，首先是中斷可以在主程序的任何地方發生，隨意打斷主程序。其次主程序與中斷之間的耦合性（關聯度）較大，這種做法使得主程序與中斷纏繞在一起，必須仔細處理以防不測。
那么換一種思路，如果把主程序全部放入（定時）中斷中會怎么樣？這么做至少可以立即看到幾個好處:系統可以處于低功耗的休眠狀態，將由中斷喚醒進入主程序;如果程序跑飛，則中斷可以拉回；沒有了主從之分（其他中斷另計），程序易于模塊化。
(題外話：這種方法就不會有何處喂狗的說法，也沒有中斷是否應該盡可能的簡短的爭論了)
為了把主程序全部放入（定時）中斷中，必須把程序化分成一個個的模塊，即任務，每個任務完成一個特定的功能，例如掃描鍵盤并檢測按鍵。設定一個合理的時基(tick),例如5,10或20ms,每次定時中斷，把所有任務執行一遍，為減少復雜性，一般不做動態調度（最多使用固定數組以簡化設計，做動態調度就接近os了），這實際上是一種無優先級時間片輪循的變種。來看看主程序的構成：
voidmain()
{
….//Initialize
while(true){
IDLE；//sleep
}
}
這里的IDLE是一條sleep指令，讓mcu進入低功耗模式。中斷程序的構成
voidTimer_Interrupt()
{
SetTimer();
ResetStack();
Enable_Timer_Interrupt;
….
進入中斷后，首先重置Timer,這主要針對8051,8051自動重裝分頻器只有8-bit,難以做到長時間定時；復位stack，即把stack指針賦值為棧頂或棧底（對于pic，TIDSP等使用循環棧的mcu來說，則無此必要），用以表示與過去決裂，而且不準備返回到中斷點，保證不會保留程序在跑飛時stack中的遺體。Enable_Timer_Interrupt也主要是針對8051。8051由于中斷控制較弱，只有兩級中斷優先級，而且使用了如果中斷程序不用reti返回，則不能響應同級中斷這種偷懶方法，所以對于8051,必須調用一次reti來開放中斷：
_Enable_Timer_Interrupt:
acall_reti
_reti:reti
下面就是任務的執行了，這里有幾種方法。第一種是采用固定順序，由于mcu程序復雜度不高，多數情況下可以采用這種方法：
…
Enable_Timer_Interrupt;
ProcessKey();
RunTask2();
…
RunTaskN();
while(1)IDLE；
可以看到中斷把所有任務調用一遍，至于任務是否需要運行，由程序員自己控制。另一種做法是通過函數指針數組：
#defineCountOfArray(x)(sizeof(x)/sizeof(x[0]))
typedefvoid(*FUNCTIONPTR)();
constFUNCTIONPTR[]tasks={
ProcessKey,
RunTask2，
…
RunTaskN
};
voidTimer_Interrupt()
{
SetTimer();
ResetStack();
Enable_Timer_Interrupt;
for(i=0;i<CountOfArray(tasks),i++)
(*tasks
)();
while(1)IDLE；
}
使用const是讓數組內容位于codesegment（ROM)而非datasegment(RAM)中，8051中使用code作為const的替代品。
(題外話：關于函數指針賦值時是否需要取地址操作符&的問題，與數組名一樣，取決于compiler.對于熟悉匯編的人來說，函數名和數組名都是常數地址，無需也不能取地址。對于不熟悉匯編的人來說，用&取地址是理所當然的事情。VisualC++2005對此兩者都支持)
這種方法在匯編下表現為散轉,一個小技巧是利用stack獲取跳轉表入口:
movA,state
acallMultiJump
ajmpstate0
ajmpstate1
...
MultiJump:popDPH
popDPL
rlA
jmp@A+DPTR
還有一種方法是把函數指針數組（動態數組，鏈表更好，不過在mcu中不適用）放在datasegment中，便于修改函數指針以運行不同的任務，這已經接近于動態調度了：
FUNCTIONPTR[COUNTOFTASKS]tasks;
tasks[0]=ProcessKey;
tasks[0]=RunTaskM;
tasks[0]=NULL;
...
FUNCTIONPTRpFunc;
for(i=0;i<COUNTOFTASKS;i++){
pFunc=tasks);
if(pFunc!=NULL)
(*pFunc)();
}
通過上面的手段，一個中斷驅動的框架形成了，下面的事情就是保證每個tick內所有任務的運行時間總和不能超過一個tick的時間。為了做到這一點，必須把每個任務切分成一個個的時間片，每個tick內運行一片。這里引入了狀態機(statemachine)來實現切分。關于statemachine,很多書中都有介紹，這里就不多說了。
(題外話：實踐升華出理論，理論再作用于實踐。我很長時間不知道我一直沿用的方法就是statemachine，直到學習UML/C++，書中介紹tachniquesforidentifyingdynamicbehvior，方才豁然開朗。功夫在詩外，掌握C++,甚至C#JAVA,對理解嵌入式程序設計，會有莫大的幫助)
狀態機的程序實現相當簡單，第一種方法是用swich-case實現：
voidRunTaskN()
{
switch(state){
case0:state0();break;
case1:state1();break;
…
caseM:stateM();break;
default:
state=0;
}
}
另一種方法還是用更通用簡潔的函數指針數組：
constFUNCTIONPTR[]states={state0,state1,…,stateM};
voidRunTaskN()
{
(*states[state])();
}
下面是statemachine控制的例子：
voidstate0(){}
voidstate1(){state++;}//nextstate;
voidstate2(){state+=2;}//gotostate4;
voidstate3(){state--;}//gotopreviousstate;
voidstate4(){delay=100;state++;}
voidstate5(){delay--;if(delay<=0)state++;}//delay100*tick
voidstate6(){state=0;}//gotothefirststate
一個小技巧是把第一個狀態state0設置為空狀態，即：
voidstate0(){}
這樣，state=0可以讓整個task停止運行，如果需要投入運行，簡單的讓state=1即可。
以下是一個鍵盤掃描的例子，這里假設tick=20ms,ScanKeyboard()函數控制口線的輸出掃描，并檢測輸入轉換為鍵碼，利用每個state之間20ms的間隔去抖動。
enumEnumKey{
EnumKey_NoKey=0,
…
};
structStructKey{
intkeyValue;
boolkeyPressed;
};
structStructKeyProcesskey;
voidProcessKey(){(*states[state])();}
voidstate0(){}
voidstate1(){key.keyPressed=false;state++;}
voidstate2(){if(ScanKey()!=EnumKey_NoKey)state++;}//nextstateifakeypressed
voidstate3()
{//debouncingstate
key.keyValue=ScanKey();
if(key.keyValue==EnumKey_NoKey)
state--;
else{
key.keyPressed=true;
state++;
}
}
voidstate4(){if(ScanKey()==EnumKey_NoKey)state++;}//nextstateifthekeyreleased
voidstate5(){ScanKey()==EnumKey_NoKey?state=1:state--;}
上面的鍵盤處理過程顯然比通常使用標志去抖的程序簡潔清晰，而且沒有軟件延時去抖的困擾。以此類推，各個任務都可以劃分成一個個的state,每個state實際上占用不多的處理時間。某些任務可以劃分成若干個子任務，每個子任務再劃分成若干個狀態。
(題外話：對于常數類型，建議使用enum分類組織，避免使用大量#define定義常數)
對于一些完全不能分割，必須獨占的任務來說，比如我以前一個低成本應用中紅外遙控器的軟件解碼任務，這時只能犧牲其他的任務了。兩種做法：一種是關閉中斷，完全的獨占;
voidRunTaskN()
{
Disable_Interrupt;
…
Enable_Interrupt;
}
第二種，允許定時中斷發生，保證某些時基register得以更新;
voidTimer_Interrupt()
{
SetTimer();
Enable_Timer_Interrupt;
UpdateTimingRegisters();
if(watchDogCounter=0){
ResetStack();
for(i=0;i<CountOfArray(tasks),i++)
(*tasks)();
while(1)IDLE；
}
else
watchDogCounter--;
}
只要watchDogCounter不為0，那么中斷正常返回到中斷點，繼續執行先前被中斷的任務，否則，復位stack,重新進行任務循環。這種狀況下，中斷處理過程極短，對獨占任務的影響也有限。
中斷驅動多任務配合狀態機的使用，我相信這是mcu下無os系統較好的設計結構。對于絕大多數mcu程序設計來說，可以極大的減輕程序結構的安排，無需過多的考慮各個任務之間的時間安排，而且可以讓程序簡潔易懂。缺點是，程序員必須花費一定的時間考慮如何切分任務。
下面是一段用C改寫的CDPlayer中檢測disc是否存在的偽代碼，用以展示這種結構的設計技巧，原源代碼為Z8mcu匯編,基于Sony的DSP,ServoandRF處理芯片,通過送出命令字來控制主軸/滑板/聚焦/尋跡電機，并讀取狀態以及CD的subQ碼。這個處理任務只是一個大任務下用statemachine切開的一個二級子任務，tick=20ms。
state1(){InitializeMotor();state++;}
state2(){
if(innerSwitch!=ON){
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorBackward);
timeout=MILLISECOND(10000)；
state++;//滑板電機向內運動,直至觸及最內開關。
}
else
state+=2;
}
state3(){
if((--timeout)==0){//note:someCcompliersdonotsupport(--timeout)==
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorStop)
systemErrorCode=EnumErrorCode_InnerSwitch;
state=0;//10s超時錯誤，
}
else{
if(innerSwitch==ON){
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorStop)
timeout=MILLISECOND(200);//200ms電機停止時間
state++;
}
}
}
state4(){if((--timeout)==0)state++;}//等待電機完全停止
state5(){
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorForward);
timeout=MILLISECOND(2000)；
state++;
}//滑板電機向外運動,脫離innerswitch
state6(){
if((--timeout)==0){
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorStop)
systemErrorCode=EnumErrorCode_InnerSwitch;
state=0;//2s超時錯誤，
}
else{
if(innerSwitch==OFF){
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorStop)
timeout=MILLISECOND(200);//200ms電機停止時間
state++;
}
}
}
state7(){state4();}
state8(){LaserOn();state++;retryCounter=3;}//打開激光器
state9(){
SendCommand(FocusUp);
state++;
timeout=MILLISECOND(2000)；
}//光頭上舉，檢測聚焦過零3次，判斷cd是否存在
state10(){
if(FocusCrossZero){
systemStatus.Disc=EnumStatus_DiscExist;
SendCommand(EnumCommand_AutoFocusOn);//有cd,打開自動聚焦。
state=0;//本任務結束。
playProcess.state=1;//啟動play任務
}
elseif((--timeout)==0){
SendCommand(EnumCommand_FocusClose);//光頭聚焦復位
if((--retryCounter)==0){
systemStatus.Disc=EnumStatus_Nodisc;//無盤
displayProcess.state=EnumDisplayState_NoDisc;//顯示閃爍的無盤
LaserOff();
state=0;//任務停止
}
else
state--;//再試
}
}
stateStop(){
SendCommand(EnumCommand_SlidingMotorStop);
SendCommand(EnumCommand_FocusClose);
state=0;
}
網友評論：^_^
網友評論：如果象LZ這樣的高手被你一句話氣跑了，豈不是讓很多新手失去請教的機會？�。�！
網友評論：為什么害死的是一只貓而不是一只老鼠或者別的？？？
網友評論：感謝樓主分享
網友評論：雖然很欣賞這種模式，可以降低功耗，但還是不愿意嘗試
貌似中斷服務程序還是簡單點好
網友評論：不看好！
網友評論：處理一個跑馬燈程序可能這樣做可以。但是真的需要處理一些實時度要求高一點的程序就不可行了。
網友評論：這是典型的協作式，但是這樣做不安全，容易丟失時間片。建議中斷里面設置標志，把那一大套移到外面，這樣更安全。
網友評論：不錯！不錯�。。。。。。�！
網友評論：1.不是什么單片機都支持中斷嵌套，咱的意思，能放到外面的就不要放到中斷中，盡可能快的釋放中斷是中斷機制的本意
2.低功耗啥的和處理時間有關，在終端中處理同樣不低功耗
網友評論：學習學習�。。。。。。。。。。。�！
網友評論：非常歡迎來自五湖四海的朋友,電子技術交流群:29303696
網友評論：還沒有認真地看，不過，粗略地看一下有點像RTX51的辦法。
RTX51就是用T0作時間中斷計時器，主程序就可以是一個maintask,然后給每個任務分配一定的運行時間片，到時就中斷執行別的任務，
不知道我說的對不對，我現在就新接手一個這樣的項目，遇到的問題是每個任務的運行時間有比較嚴格的要求，不可以太長，想請問一下樓主你怎么預算一下每個task的執行時間？
網友評論：收藏
網友評論：中斷復雜化與簡約化并不矛盾，應用不同，靈活選擇了
網友評論：沒法細細看完,樓主的意思是不是這樣的?(我不懂什么OS,操作系統)
假設每5MS中斷一次,
中斷一次,做第1件事,要在5MS內做完.做完空循環.
中斷第2次,做第2件事,要在5MS內做完.做完,做完空循環.
中斷第3次,做第3件事,要在5MS內做完.做完,做完空循環.
...
中斷第N次,做第N件事,要在5MS內做完.做完,清除中斷記數標記.做完空循環.
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我在沒中斷的系統中這樣做:
計數器如果等于1,做第1件事,完成剛好200US,然后記數器加1.
計數器如果等于2,做第2件事,完成剛好200US,然后記數器加1.
計數器如果等于1,做第3件事,完成剛好200US,然后記數器加1.
...
計數器如果等于N,做第N件事,完成剛好200US,然后記數器清0.然后記數器加1.
網友評論：雖然我的觀點和樓主不同，我支持能在主程序做的絕不用中斷。例如按鍵去抖就用主程序周期，反正去抖有50％甚至更大的偏差都沒關系。
不過還是支持一下樓主原創。
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網友評論：想法不錯．
網友評論：還是比較贊成所長的簡約中斷
網友評論：板凳
網友評論：好像有處筆誤constFUNCTIONPTR[]tasks={
constFUNCTIONPTRtasks[]={
網友評論：不好理解，個人感覺：
時序的主次將完全顛倒；
而且系統可能變得很復雜；
是否放在中斷中CPU運行的時間基本一樣，低功耗從何而來？
主程序往往耗時都很長，時序豈不是要大亂？
中斷中多安排一些例行性的動作，如顯示，讀健，發聲等，這個是提倡的，但整個主程序搬過來，實在看不出什么好處。
網友評論：技術資料中心
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網友評論：樓主實在是把一件簡單的事情復雜化了。如果能合理應用“狀態機”的概念，所謂的多任務處理就能輕松實現。
網友評論：不錯,努力學習中
網友評論：這樣能保證時鐘的準確？你能保證中斷里的任務能在這么短的時間內完成？假如你用了液晶，有刷寫液晶任務，他所耗用的時間早已經夠定時器中段多次了。用這種方式，只能是任務少，且耗時短。
假如使用了ps2接口，而此時正在定時器中斷中處理任務，當ps2設備有請求時，無法響應，應此會錯過這個響應。此類對響應要求苛刻的設備在這種系統中會很不可靠。
網友評論：雖然做過多年的單片機程序，還沒有想過原來可以這樣做，呵呵。。。
就像習慣了右手，卻忽視了左手也可以做一些事情，建議大家學習LZ變相思考的做法，沒準能想出更好的辦法
與諸君共勉
網友評論：記號
網友評論：只是很多具體的情況是任務不多不復雜，這時所有任務都可以在中斷中完成。。。
網友評論：感覺不是個很好的一個構架
當然了，比沒有構架好
網友評論：偶也是這么做的，就是有的觀點不敢茍同，個人認為，一個時間片已經足夠程序執行了，想想12M晶振，平均每條語句算他2us,10ms一個時間片，可以執行5000條語句，在狀態機的情況下并不是每條語句都執行到的，一般的項目一個狀態執行不可能5000條語句，好！執行完跳出我可以讓它休眠，降低耗電，更重要的是增加的抗干擾性！偶覺得開門狗拉回來沒用，如果開門狗溢出，重啟，需要利用狀態機來返回，返回到原來執行的狀態
網友評論：應用的場合要求實時性高，用個狀態機機制好點。事件驅動，我不認為中斷內做太多的動作，一般在中斷做個時間標志或者處理一些響應程度高的動作。沒有必要復雜化
網友評論：中斷程序應該做盡可能少的事情。
前后臺系統中，我喜歡這樣。
voidmain(void)
{
while(1)
{
Sleep();
SystemCounter++;
switch(status)
{
//各個任務......
}
}
}
網友評論：學習了。多謝LS
網友評論：不過用中斷要小心！
網友評論：超宏達科技是一家專業的電子元器件代理商（www.super-grand.net)，主要是NXP、ATMEL、ST、FAIRCHILD、NS、MICROCHIP、Winbond、Rohm、JRC、SAMSUNG、IR、UTC的代理,公司強大的技術支持和電子商務平臺,可以解決電子元器件BOM表一站式打樣和在線詢價,詳細資料請登陸www.super-grand.net,電話:83219636傳真:83261186
網友評論：
voidmain(void)
{
ucharbuffer=SmartOption[0];//SmartOption
system_init();
receiver_init();
while(1)
{
keyscan_thread();
key_handle_therad();
minder_thread();
RF_encode_thread();
idle();
};
}
網友評論：有點操作系統的味道了