2.1 裸机系统

裸机系统通常分成轮询系统和前后台系统，有关这两者的具体实现方式参见下面的讲解。

2.1.1 轮询系统

轮询系统即在裸机编程时，先初始化好相关的硬件，然后让主程序在一个死循环里面不断循环，顺序地处理各种事件，大概的伪代码参见代码清单2-1。轮询系统是一种非常简单的软件结构，通常只适用于仅需要顺序执行代码且不需要外部事件来驱动就能完成的事情。在代码清单2-1中，如果只是实现LED翻转、串口输出、液晶显示等操作，那么使用轮询系统将会非常完美。但是，如果加入了按键操作等需要检测外部信号的事件，例如用来模拟紧急报警，那么整个系统的实时响应能力就不会那么好了。假设DoSomething3是按键扫描，当外部按键被按下，相当于一个警报，这个时候，需要立刻响应并做紧急处理，而这时程序刚好执行到DoSomething1，如果DoSomething1需要执行的时间比较久，久到按键释放之后还没有执行完毕，那么当执行到DoSomething3时就会丢失一次事件。由此可见，轮询系统只适合顺序执行的功能代码，当有外部事件驱动时，实时性就会降低。

代码清单2-1 轮询系统伪代码

1 int main(void)
 2 {
 3     /* 硬件相关初始化 */
 4     HardWareInit();
 5 
 6     /* 无限循环 */
 7     for (;;) {
 8         /* 处理事件1 */
 9         DoSomethin1();
10 
11         /* 处理事件2 */
12         DoSomething2();
13 
14         /* 处理事件3 */
15         DoSomething3();
16     }
17 }

2.1.2 前后台系统

相比轮询系统，前后台系统是在轮询系统的基础上加入了中断。外部事件的响应在中断里面完成，事件的处理还是回到轮询系统中完成，中断在这里称为前台，main()函数中的无限循环称为后台，大概的伪代码参见代码清单2-2。

代码清单2-2 前后台系统伪代码

1 int flag1 = 0;
 2 int flag2 = 0;
 3 int flag3 = 0;
 4 
 5 int main(void)
 6 {
 7     /* 硬件相关初始化 */
 8     HardWareInit();
 9 
10     /* 无限循环 */
11     for (;;) {
12         if (flag1) {
13             /* 处理事件1 */
14             DoSomething1();
15         }
16 
17         if (flag2) {
18             /* 处理事件2 */
19             DoSomething2();
20         }
21 
22         if (flag3) {
23             /* 处理事件3 */
24             DoSomething3();
25         }
26     }
27 }
28 
29 void ISR1(void)
30 {
31     /* 置位标志位 */
32     flag1 = 1;
33     /* 如果事件处理时间很短，则在中断里面处理
34      * 如果事件处理时间比较长，则回到后台处理 */
35     DoSomething1();
36 }
37 
38 void ISR2(void)
39 {
40     /* 置位标志位 */
41     flag2 = 1;
42 
43     /* 如果事件处理时间很短，则在中断里面处理
44      * 如果事件处理时间比较长，则回到后台处理 */
45     DoSomething2();
46 }
47 
48 void ISR3(void)
49 {
50     /* 置位标志位 */
51     flag3 = 1;
52 
53     /* 如果事件处理时间很短，则在中断里面处理
54      * 如果事件处理时间比较长，则回到后台处理 */
55     DoSomething3();
56 }

在顺序执行后台程序时，如果出现中断，那么中断会打断后台程序的正常执行流，转而去执行中断服务程序，在中断服务程序中标记事件。如果事件要处理的事情很简短，则可在中断服务程序中处理；如果事件要处理的事情比较多，则返回后台程序中处理。虽然事件的响应和处理分开了，但是事件的处理还是在后台顺序执行的，但相比轮询系统，前后台系统确保了事件不会丢失，再加上中断具有可嵌套的功能，这可以大大提高程序的实时响应能力。在大多数中小型项目中，前后台系统运用得好，堪称有操作系统的效果。