單片機在系統(tǒng)中充當CPU的角色，需要同時處理多個事務(wù)。如與PC機通信，將收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給從機，監(jiān)視數(shù)據(jù)處理情況等一些繁雜而又重要的事情。如何協(xié)調(diào)好各個事務(wù)之間的關(guān)系，并有條不紊的執(zhí)行各個事務(wù)，這就需要在編寫程序時采用合適的算法進行處理。一般的方法就是在單片機中移植操作系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)來管理各個事務(wù)。但由于系統(tǒng)要占用一定的內(nèi)部資源，這對本身資源非常有限的單片機來說是不現(xiàn)實的。所以，很少在單片機中采用操作系統(tǒng)，而是采用時間片輪詢調(diào)度的方法進行各任務(wù)的管理。時間片輪詢調(diào)度是一種古老而又簡單的算法，廣泛運用于無操作系統(tǒng)的微處理器中。在系統(tǒng)中，每個進程被分配一個時間段，稱作時間片，即該進程允許運行的時間。如果在時間片結(jié)束時進程還在運行，則CPU將被剝奪并分配給另一個進程。如果進程在時間片結(jié)束前阻塞或結(jié)束，則CPU當即進行切換。調(diào)度程序所要做的就是維護一張就緒進程列表，當進程用完它的時間片后，它被移到隊列的末尾。時間片輪詢調(diào)度中有趣的一點是如何確定時間片的長度。從一個進程切換到另一個進程是需要一定時間的，因為要保存和裝入寄存器值及內(nèi)存映像等保護現(xiàn)場的工作，更新各種表格和隊列等。假如進程切換，有時稱為上下文切換，需要的時間為5毫秒，再假設(shè)時間片長度設(shè)定為20毫秒，則在做完20毫秒有用的工作之后，CPU將花費5毫秒來進行進程切換。CPU時間的20%被浪費在了管理開銷上。進程切換時間一定的情況下，如果時間片長度設(shè)定的越小時，這種浪費更明顯。所以，時間片長度與CPU利用率是一對不可調(diào)和的矛盾，必須處理好它們之間的關(guān)系。為了提高CPU效率，我們可以將時間片長度設(shè)得大一些，這時浪費的時間只有就會相對減小。但在一個分時系統(tǒng)中，各個任務(wù)對時間片長度的要求是不一致的。例如在一個系統(tǒng)中，可能要求每秒鐘更新一下顯示內(nèi)容，每幾十毫秒要掃描一下按鍵，每幾毫秒要檢測一下串口緩沖區(qū)等……可見，各個任務(wù)對時間的依賴程度是不一樣的。如果時間片設(shè)得太長，某些對實時性要求高的任務(wù)可能得不到執(zhí)行，使得系統(tǒng)的實時性變差?？傊?，時間片的設(shè)定應(yīng)滿足對實時性要求最高的那個任務(wù)，這樣才能確保每個任務(wù)都可以及時得到執(zhí)行而不被錯過。