中断、触发模拟多线程

中断和触发模拟多线程是计算机系统中的两个概念，用于处理并发任务的不同策略。

**中断**：
在操作系统中，中断是一种机制，允许处理器在执行某个任务时暂停，并转去处理其他优先级更高的事件，比如硬件设备请求数据或者系统错误。当一个中断发生时，CPU会保存当前状态，跳转到特定的中断服务程序（Interrupt Service Routine, ISR），完成中断处理后返回原来的位置继续执行。中断主要用于实时性和效率高的场景。

**触发模拟多线程（Cooperative Multitasking）**：
这是一种软件模拟多线程的方式，也称为协作式多任务ing。在这种模式下，进程主动让出控制权给其他进程，而不是由操作系统强制切换。每个进程都有一段预设的时间片，如果时间片结束而它还没完成，就需要自行挂起并把控制交给其他进程。这种方式依赖于进程之间的良好协调和调度，性能受程序员控制，适合那些资源有限或者需要用户干预的任务调度。

相关问题

利用中断和触发模拟多线程

中断和触发模拟多线程是一种在单处理器系统中实现并发控制的技术，通常在实时操作系统或嵌入式系统中应用。它利用了硬件提供的中断机制，以及软件设计的事件驱动模型。

1. **中断**：当一个任务（主线程）正在运行时，如果另一个任务（称为子任务或中断服务程序）有紧急数据处理需求，可以发送一个硬件中断信号。这使得CPU暂停当前任务，转而去执行中断服务程序。处理完中断后，CPU会返回到原来的位置继续执行被打断的任务，仿佛在不同时间片之间切换。

2. **触发**：触发机制类似于中断，但通常更偏软件层面。它通过事件队列管理异步操作的结果。一个任务完成之后，会将结果放入队列中，而不是直接中断正在运行的任务。主线程定期检查事件队列，发现新事件时再进行相应的处理，实现了类似多线程的效果。

这两种方法虽然不能提供像真正的多核处理器那样的并行计算能力，但是它们通过时间和资源的合理调度，让系统看起来像是同时处理多个任务，提高了系统的响应性和效率。

STM32定时器模拟多线程示例

STM32定时器可以用来模拟多线程的效果，可以让单片机同时处理多个任务。以下是一个简单的示例代码，使用STM32F4Discovery板载的TIM4定时器来模拟两个线程的执行。

首先，需要初始化TIM4定时器，设置定时器的时钟为84MHz，预分频系数为8399，这样定时器的时钟频率就为10kHz，即每个计数器值代表0.1ms的时间。初始化代码如下：

void TIM4_Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 8399;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 999;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;

    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStruct);

    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
}

然后，在主函数中定义两个任务的处理函数，分别为Task1和Task2。这两个函数模拟了两个线程的执行，每个函数执行一段时间后就进入等待状态，等待下一次定时器中断触发后再继续执行。代码如下：

void Task1(void)
{
    static uint32_t counter = 0;

    while(1)
    {
        if(counter >= 100)   // 执行1s
        {
            counter = 0;
            break;
        }

        // 执行Task1的操作
        // ...

        counter++;
        TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
        while(TIM_GetFlagStatus(TIM4, TIM_FLAG_Update) == RESET);
    }
}

void Task2(void)
{
    static uint32_t counter = 0;

    while(1)
    {
        if(counter >= 500)   // 执行5s
        {
            counter = 0;
            break;
        }

        // 执行Task2的操作
        // ...

        counter++;
        TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
        while(TIM_GetFlagStatus(TIM4, TIM_FLAG_Update) == RESET);
    }
}

最后，在主函数中定义一个死循环，然后在循环中调用Task1和Task2函数即可。代码如下：

int main(void)
{
    TIM4_Init();

    while(1)
    {
        Task1();
        Task2();
    }
}

这样，每当TIM4定时器触发一次中断时，两个任务的执行都会被暂停，并等待下一次定时器中断触发后再继续执行。通过调整定时器的预分频系数和周期值，可以改变定时器的中断触发频率，从而控制任务的执行时间和调度顺序。