使用C语言写一个单片机的实时消息系统

实时消息系统通常使用队列和中断来实现。下面是一个简单的实时消息系统的C语言代码示例：

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

// 定义消息结构体
typedef struct {
    uint8_t type;    // 消息类型
    uint8_t data[4]; // 消息数据
} Message;

// 定义消息队列
#define QUEUE_SIZE 16
volatile Message message_queue[QUEUE_SIZE];
volatile uint8_t queue_front = 0;
volatile uint8_t queue_rear = 0;

// 定义中断服务函数，接收串口数据，并将消息加入队列
ISR(USART_RX_vect) {
    Message msg;
    // 从串口接收数据，并填充消息结构体
    msg.type = UDR0;
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        while (!(UCSR0A & (1 << RXC0)));
        msg.data[i] = UDR0;
    }
    // 将消息加入队列
    uint8_t next_rear = (queue_rear + 1) % QUEUE_SIZE;
    if (next_rear != queue_front) {
        message_queue[queue_rear] = msg;
        queue_rear = next_rear;
    }
}

// 定义任务结构体
typedef struct {
    void (*task)(void); // 任务函数指针
    uint16_t period;    // 任务执行周期
    uint16_t count;     // 计数器，用于确定任务何时执行
} Task;

// 定义任务列表，包含1个任务
Task task_list[1] = {
    {task1, 100, 0}
};

// 定义计时器计数器
volatile uint16_t timer_count = 0;

// 定义中断服务函数，每1ms执行一次
ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
    // 计时器计数器加1
    timer_count++;

    // 遍历任务列表，检查是否有任务需要执行
    for (int i = 0; i < 1; i++) {
        Task *task = &task_list[i];
        if (timer_count % task->period == 0) {
            // 如果计数器能够整除任务执行周期，说明任务需要执行
            task->count++;
            if (task->count == 1) {
                // 如果是第一次执行任务，直接调用任务函数
                task->task();
            } else if (task->count >= task->period / 1000) {
                // 如果计数器达到了任务执行周期，则重置计数器，并执行任务函数
                task->count = 0;
                task->task();
            }
        }
    }
}

int main(void) {
    // 初始化串口，设置波特率为9600
    UBRR0H = 0;
    UBRR0L = 103;
    UCSR0B |= (1 << RXEN0) | (1 << RXCIE0);
    UCSR0C |= (1 << UCSZ01) | (1 << UCSZ00);

    // 初始化定时器1，设置为CTC模式，频率为1MHz，触发中断的时间间隔为1ms
    TCCR1B |= (1 << WGM12) | (1 << CS10);
    OCR1A = 999;
    TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);

    // 开启全局中断
    sei();

    while (1) {
        // 处理消息队列中的消息
        while (queue_front != queue_rear) {
            Message msg = message_queue[queue_front];
            queue_front = (queue_front + 1) % QUEUE_SIZE;
            // 根据消息类型执行相应的操作
            if (msg.type == 0x01) {
                // 执行操作1
            } else if (msg.type == 0x02) {
                // 执行操作2
            }
        }
    }

    return 0;
}

// 示例任务函数
void task1(void) {
    // 发送一条消息到串口
    Message msg;
    msg.type = 0x01;
    msg.data[0] = 0x11;
    msg.data[1] = 0x22;
    msg.data[2] = 0x33;
    msg.data[3] = 0x44;
    while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
    UDR0 = msg.type;
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
        UDR0 = msg.data[i];
    }
}

这个实时消息系统使用串口接收中断来接收消息，并将消息加入队列。主循环中处理消息队列中的消息，根据消息类型执行相应的操作。这个实时消息系统可以接收任意类型的消息，并且可以非常方便地扩展支持更多类型的消息。同时，这个实时消息系统也可以执行多个任务，并且每个任务的执行周期可以自由设置。