一个LED的N种玩法--多线程

Author: chenzhufly

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2010-05-04

    这篇我将来玩玩多线程操作，体会一下其中的乐趣。实际上这也不能严格意义上称为多线程，只不过封装的比较好，感觉和多线程差不多,可以实现多任务而已。不过这还是需要您深入的研究才会明白的。欢迎您深入研究，欢迎您分享您的心得! Let’s  go……………………….

 

一． 为什么需要用多线程

    个人感觉是代码清晰，具有层次感，可读性强，增加任务或删减任务都很方便。JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ

 

二． 为什么选择Protothreads

Protothrcads是由瑞典计算机科学研究所的科学家Adam Dunkels所创的一种新的线程编程方法。特别适用于资源受限的系统，非常适合我们的LPC1343，呵呵，这也是我选择它的原因。

 

欲了解详情，请访问主页：  同时可下载相关源码！先介绍一下Protothreads吧，然大家有个直观的认识。

 

Protothreads具有的特性：

1.    Very small RAM overhead - only two bytes per protothread and no extra stacks

非常少的RAM资源，每个Protothread仅需要2个字节，没有额外的栈

2.    Highly portable - the protothreads library is 100% pure C and no architecture specific assembly code

很强的移植性 -  protothreads库以纯C语言实现，无硬件依赖性

3.    Can be used with or without an OS

可以用于有操作系统或无操作系统的场合

4.     Provides blocking wait without full multi-threading or stack-switching

支持阻塞操作且没有栈的切换

 

Protothreads的典型应用：

1.    Memory constrained systems

内存紧张的系统

2.    Event-driven protocol stacks

时间驱动型协议栈，比如著名的uIP使用的就是Protothreads协议栈

3.    Small embedded systems

小的嵌入式系统

4.    Sensor network nodes

传感器网络节点

5.    Portable C applications

具有移植性的c应用

 

接着我们从主页上下载pt-1.4.tar.gz并解压，目录结构如下图所示：

 

(28.53 KB)

2010-5-5 00:06

从目录中可以看出，主要是5个h文件：

lc-addrlabels.h ： 以字符串方式实现Protothreads系统，占用的ram可能会多些

lc-switch.h ：以标准C的switch结构实现Protothreads系统(默认)

lc.h ：选择lc-addrlabels.h或lc-switch.h两种实现Protothreads系统

pt.h ：在实际应用中一般只包含此文件就行了

pt-sem.h ：附加的信号量操作的支持，不需要的话则不必包含他

 

其他三个是例子程序，可以作为系统设计很好的参考！

 

我在这里只不过只是点一个LED而已，所以理所当然的只包含了一个pt.h文件，代码结构如图所示：

(24.43 KB)

2010-5-5 00:06

 

这个时候如果点编译工程的话，会出错的，如下图所示; 怎么办呢LLLLLL

明明目录底下是有lc.h文件，为什么还说没有包含，气愤啊！！！

 

(63.99 KB)

2010-5-5 00:06

 

 

研究了半天发现，原来是忘了增加include路径，那么又怎么增加新的include路径呢？看到编译器右下角有个quick setting没？点它，出下以下界面。看到Include Paths没？呵呵，就是在这里设置！然后一切顺利。。。。J

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2010-5-5 00:06

经过简要的修改，编译下载，这个时候你就可以看到LED很欢快的闪起来啦！！

 

到这里还是简要的看看pt.h都实现了啥吧，具体的还是麻烦您自己去看看手册，哈哈！

 

pt.h中的宏定义：

PT_INIT(pt)     初始化任务变量，只在初始化函数中执行一次就行

PT_BEGIN(pt)   启动任务处理，放在函数开始处

PT_END(pt)     结束任务，放在函数的最后

PT_WAIT_UNTIL(pt, condition) 等待某个条件（条件可以为时钟或其它变量，IO等）如果成立，继续；否则直接退出本函数，下一次进入本 函数就直接跳到这个地方判断。

PT_WAIT_WHILE(pt, cond)    和上面一个一样，只是条件取反了

PT_WAIT_THREAD(pt, thread) 等待一个子任务执行完成

PT_SPAWN(pt, child, thread)   新建一个子任务，并等待其执行完退出

PT_RESTART(pt)           重新启动某个任务执行

PT_EXIT(pt)               任务后面的部分不执行，直接退出重新执行

PT_YIELD(pt)               锁死任务

PT_YIELD_UNTIL(pt, cond)   锁死任务并在等待条件成立，恢复执行

 

在pt中一共定义四种线程状态，在任务函数退出到上一级函数时返回其状态

PT_WAITING   等待

PT_EXITED    退出

PT_ENDED    结束

PT_YIELDED   锁死

 

废话就不多说，上代码才是王道！

三． 代码示例

这个代码是在pt-1.4中自带的example-small.c文件的基础上做的一些修改，主要是实现2个线程，一个线程做延时，一个线程做点LED操作。

 

#include "LPC13xx.h"                 

#include "gpio.h"

#include "config.h"

#include "pt.h"      //包含的头文件

static int protothread1_flag, protothread2_flag;

int i;

char j=0;

 

static int

protothread1(struct pt *pt) //线程1，完成LED操作，每进一次，IO取反

{

  PT_BEGIN(pt); //开始线程

  while(1) {

    protothread2_flag = 0;

    protothread1_flag = 1;

    j= ~j;

    GPIOSetValue( LED_PORT, LED_BIT, j );

  }

  PT_END(pt); //接触线程

}

 

static int

protothread2(struct pt *pt) //线程2，完成延时操作

{

  PT_BEGIN(pt);

 

  while(1) {

    protothread2_flag = 1;

    PT_WAIT_UNTIL(pt, protothread1_flag != 0); //等待条件

    protothread1_flag = 0;

    for(i=0;i<500000;i++);

  }

  PT_END(pt);

}

 

static struct pt pt1, pt2;

int

main(void)

{

  GPIOInit();

  GPIOSetDir( LED_PORT, LED_BIT, 1 );

  PT_INIT(&pt1);     //初始化线程1

  PT_INIT(&pt2);     //初始化线程2

  while(1) {

    protothread1(&pt1); //调用线程1

    protothread2(&pt2); //调用线程2

  }

}

 

LED是不是又闪起来了？这里你学到了什么了呢？你是不是有更好的应用呢？或者更好的想法呢？欢迎您的参与，欢迎您的分享！J

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