在51單片機(jī)上跑RTOS有沒(méi)有意義？
[導(dǎo)讀]最近看見(jiàn)我的一個(gè)技術(shù)交流群在討論一個(gè)問(wèn)題：在51單片機(jī)上跑RTOS有沒(méi)有意義？今天就來(lái)圍繞51和RTOS展開(kāi)講講。1關(guān)于51單片機(jī)及性能和資源51單片機(jī)可以說(shuō)是我們這一代人的經(jīng)典，因?yàn)樗Y源不是那么多，而且相對(duì)簡(jiǎn)單，是很多初學(xué)者的入門必選之一。1.51單片機(jī)種類51單片機(jī)的種類很...
最近看見(jiàn)我的一個(gè)技術(shù)交流群在討論一個(gè)問(wèn)題：在51單片機(jī)上跑RTOS有沒(méi)有意義？
今天就來(lái)圍繞51和RTOS展開(kāi)講講。
1.51單片機(jī)種類51單片機(jī)的種類很多，我們這里是一種籠統(tǒng)的叫法，通常來(lái)說(shuō)指的是8位MCU。
比如早期市面上常見(jiàn)的：英特爾的80C51系列、?愛(ài)特梅爾的AT89C51系列、?國(guó)產(chǎn)宏晶的STC89C51系列、STM8系列，還有恩智浦、微芯等這些公司都有51單片機(jī)。
其實(shí)，早期很多做通用MCU的半導(dǎo)體公司，自家都有51單片機(jī)系列，只是隨著32位單片機(jī)的出現(xiàn)，很多以前的51單片機(jī)逐漸離開(kāi)了大家的視野。
2.51單片機(jī)的性能再說(shuō)下51單片機(jī)的性能，性能主要是主頻（或者時(shí)鐘頻率），當(dāng)然還有一些其他因素決定性能，比如總線位寬。（可以參看文章《CPU性能由主頻決定嗎？》）
目前51單片機(jī)的主頻通常從幾兆到幾十兆，比如STC89C51的主頻可以高達(dá)48M：
48M的速度，按理說(shuō)也不低了，這個(gè)速度如果32位MCU，跑GUI基本都可以了。
但是，這個(gè)是在8位的51單片機(jī)上，因?yàn)榭偩€數(shù)據(jù)位寬的限制、沒(méi)有預(yù)處理操作等，其性能相對(duì)32位來(lái)說(shuō)還是低了很多。
這么說(shuō)吧，同樣跑一段程序，以48M運(yùn)行的51單片機(jī)，是跑不過(guò)同主頻（48M）的32位機(jī)（比如STM32）。
當(dāng)然，51單片機(jī)如果以最高48M主頻運(yùn)行，其性能跑RTOS還是足足有余。
3.存儲(chǔ)資源我們通常說(shuō)的資源，其實(shí)還包含外設(shè)資源，比如ADC、I2C等。因?yàn)檫@里討論的是RTOS，這里主要說(shuō)Flash（用于代碼存儲(chǔ)）和RAM（運(yùn)行存儲(chǔ)）的資源。
早期的51單片機(jī)，因?yàn)榇鎯?chǔ)技術(shù)的限制（生產(chǎn)Flash和RAM成本很高），其資源相對(duì)都很小。比如經(jīng)典的AT89C51其內(nèi)部只有：128Bit的RAM，4K的Falsh。
但隨著存儲(chǔ)技術(shù)的成熟，現(xiàn)在51單片機(jī)存儲(chǔ)容量都普遍增多了，比如市面上流行的STC單片機(jī)，其內(nèi)部高達(dá)8K的RAM，以及64k的Flash.
早期的RTOS，很多都對(duì)流行的51單片機(jī)做了適配（底層驅(qū)動(dòng)，例程），即使沒(méi)有做適配，也做了一些通用的驅(qū)動(dòng)接口，供更多人選擇。
因?yàn)楝F(xiàn)在的芯片制造技術(shù)成熟了，然后隨著需求的增加（軟件資源更豐富、要求更高），很多RTOS都普遍偏向于32位的MCU，導(dǎo)致有一些RTOS對(duì)51單片機(jī)不是那么友好。
當(dāng)然，目前可用于51單片機(jī)的RTOS依然有很多，只是有一些相對(duì)小眾化，大家不是那么了解。
像Small RTOS、Keil 自帶的RTX51 Tiny、大家熟悉的uCOS等這些都可以運(yùn)行在51單片機(jī)上的RTOS。
之前給大家分享過(guò)一篇文章《STM8都支持哪些RTOS》中有描述，像AtomThreads、 Chibios、 CMX-Tiny 、 embOS這些RTOS都對(duì)51單片機(jī)做了適配。
我之前學(xué)習(xí)51的時(shí)候，在上面跑過(guò)高度裁剪的uCOS，簡(jiǎn)單跑兩個(gè)任務(wù)還是問(wèn)題不大，包括我給大家分享的文章《在STM8上運(yùn)行的Atomthreads》還提供了對(duì)應(yīng)的實(shí)例供大家學(xué)習(xí)。
是的，確實(shí)存在這樣的問(wèn)題。但是，我認(rèn)為有沒(méi)有意義要看情況，在某些情況下，在51單片機(jī)上跑RTOS依然有意義。
1.意義不大的情況因?yàn)槟壳按_實(shí)32位MCU存在各方面優(yōu)勢(shì)的情況，51單片機(jī)存在后天的不足，目前很多情況下，在51單片機(jī)上跑RTOS其意義確實(shí)顯得不是那么大。
比如：一個(gè)包含各種外設(shè)模塊，處理各種業(yè)務(wù)邏輯大型的系統(tǒng)，這種情況下不適合用51單片機(jī)以及在上面跑RTOS。
還比如：一個(gè)功能非常簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，像采集一個(gè)溫度值，通過(guò)串口傳輸出去的單元系統(tǒng)。因?yàn)楹?jiǎn)單項(xiàng)目使用RTOS會(huì)額外增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
2.有意義的情況我認(rèn)為，一個(gè)東西的存在必然有它存在的意義。
像用于學(xué)習(xí)，我覺(jué)得意義還是比較大，畢竟RTOS編程思維和裸機(jī)思維方式差異比較大。
可能有些初學(xué)者目前主要掌握了51單片機(jī)的知識(shí)，想學(xué)習(xí)RTOS，這個(gè)時(shí)候在51單片機(jī)上跑RTOS就顯得有意義。
還比如：一個(gè)相對(duì)不是那么復(fù)雜的項(xiàng)目，它的外設(shè)模塊（或資源）用的比較多，同時(shí)，整體業(yè)務(wù)邏輯不是那么復(fù)雜，也不要求處理太多事件。像采集溫度、濕度傳輸、按鍵檢測(cè)等小項(xiàng)目，通過(guò)RTOS各任務(wù)模塊化運(yùn)行，我覺(jué)得還是比較有意義。
最后，還是那句話，有沒(méi)有意義，還與你實(shí)際情況有關(guān)。
今天就來(lái)圍繞51和RTOS展開(kāi)講講。
1關(guān)于51單片機(jī)及性能和資源
51單片機(jī)可以說(shuō)是我們這一代人的經(jīng)典，因?yàn)樗Y源不是那么多，而且相對(duì)簡(jiǎn)單，是很多初學(xué)者的入門必選之一。1.51單片機(jī)種類51單片機(jī)的種類很多，我們這里是一種籠統(tǒng)的叫法，通常來(lái)說(shuō)指的是8位MCU。
比如早期市面上常見(jiàn)的：英特爾的80C51系列、?愛(ài)特梅爾的AT89C51系列、?國(guó)產(chǎn)宏晶的STC89C51系列、STM8系列，還有恩智浦、微芯等這些公司都有51單片機(jī)。
其實(shí)，早期很多做通用MCU的半導(dǎo)體公司，自家都有51單片機(jī)系列，只是隨著32位單片機(jī)的出現(xiàn)，很多以前的51單片機(jī)逐漸離開(kāi)了大家的視野。
2.51單片機(jī)的性能再說(shuō)下51單片機(jī)的性能，性能主要是主頻（或者時(shí)鐘頻率），當(dāng)然還有一些其他因素決定性能，比如總線位寬。（可以參看文章《CPU性能由主頻決定嗎？》）
目前51單片機(jī)的主頻通常從幾兆到幾十兆，比如STC89C51的主頻可以高達(dá)48M：
48M的速度，按理說(shuō)也不低了，這個(gè)速度如果32位MCU，跑GUI基本都可以了。
但是，這個(gè)是在8位的51單片機(jī)上，因?yàn)榭偩€數(shù)據(jù)位寬的限制、沒(méi)有預(yù)處理操作等，其性能相對(duì)32位來(lái)說(shuō)還是低了很多。
這么說(shuō)吧，同樣跑一段程序，以48M運(yùn)行的51單片機(jī)，是跑不過(guò)同主頻（48M）的32位機(jī)（比如STM32）。
當(dāng)然，51單片機(jī)如果以最高48M主頻運(yùn)行，其性能跑RTOS還是足足有余。
3.存儲(chǔ)資源我們通常說(shuō)的資源，其實(shí)還包含外設(shè)資源，比如ADC、I2C等。因?yàn)檫@里討論的是RTOS，這里主要說(shuō)Flash（用于代碼存儲(chǔ)）和RAM（運(yùn)行存儲(chǔ)）的資源。
早期的51單片機(jī)，因?yàn)榇鎯?chǔ)技術(shù)的限制（生產(chǎn)Flash和RAM成本很高），其資源相對(duì)都很小。比如經(jīng)典的AT89C51其內(nèi)部只有：128Bit的RAM，4K的Falsh。
但隨著存儲(chǔ)技術(shù)的成熟，現(xiàn)在51單片機(jī)存儲(chǔ)容量都普遍增多了，比如市面上流行的STC單片機(jī)，其內(nèi)部高達(dá)8K的RAM，以及64k的Flash.
2適用于51單片機(jī)的RTOS有哪些？
上面說(shuō)了51的性能和資源，再來(lái)說(shuō)說(shuō)哪些RTOS可以在51單片機(jī)上運(yùn)行。早期的RTOS，很多都對(duì)流行的51單片機(jī)做了適配（底層驅(qū)動(dòng)，例程），即使沒(méi)有做適配，也做了一些通用的驅(qū)動(dòng)接口，供更多人選擇。
因?yàn)楝F(xiàn)在的芯片制造技術(shù)成熟了，然后隨著需求的增加（軟件資源更豐富、要求更高），很多RTOS都普遍偏向于32位的MCU，導(dǎo)致有一些RTOS對(duì)51單片機(jī)不是那么友好。
當(dāng)然，目前可用于51單片機(jī)的RTOS依然有很多，只是有一些相對(duì)小眾化，大家不是那么了解。
像Small RTOS、Keil 自帶的RTX51 Tiny、大家熟悉的uCOS等這些都可以運(yùn)行在51單片機(jī)上的RTOS。
之前給大家分享過(guò)一篇文章《STM8都支持哪些RTOS》中有描述，像AtomThreads、 Chibios、 CMX-Tiny 、 embOS這些RTOS都對(duì)51單片機(jī)做了適配。
我之前學(xué)習(xí)51的時(shí)候，在上面跑過(guò)高度裁剪的uCOS，簡(jiǎn)單跑兩個(gè)任務(wù)還是問(wèn)題不大，包括我給大家分享的文章《在STM8上運(yùn)行的Atomthreads》還提供了對(duì)應(yīng)的實(shí)例供大家學(xué)習(xí)。
3在51單片機(jī)上跑RTOS有沒(méi)有意義？
可能很多人認(rèn)為：現(xiàn)在是32位單片機(jī)的天下，再加上51單片機(jī)的性能和資源都很少，跑RTOS很吃力，所以在51單片機(jī)上跑RTOS沒(méi)有意義了。是的，確實(shí)存在這樣的問(wèn)題。但是，我認(rèn)為有沒(méi)有意義要看情況，在某些情況下，在51單片機(jī)上跑RTOS依然有意義。
1.意義不大的情況因?yàn)槟壳按_實(shí)32位MCU存在各方面優(yōu)勢(shì)的情況，51單片機(jī)存在后天的不足，目前很多情況下，在51單片機(jī)上跑RTOS其意義確實(shí)顯得不是那么大。
比如：一個(gè)包含各種外設(shè)模塊，處理各種業(yè)務(wù)邏輯大型的系統(tǒng)，這種情況下不適合用51單片機(jī)以及在上面跑RTOS。
還比如：一個(gè)功能非常簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，像采集一個(gè)溫度值，通過(guò)串口傳輸出去的單元系統(tǒng)。因?yàn)楹?jiǎn)單項(xiàng)目使用RTOS會(huì)額外增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
2.有意義的情況我認(rèn)為，一個(gè)東西的存在必然有它存在的意義。
像用于學(xué)習(xí)，我覺(jué)得意義還是比較大，畢竟RTOS編程思維和裸機(jī)思維方式差異比較大。
可能有些初學(xué)者目前主要掌握了51單片機(jī)的知識(shí)，想學(xué)習(xí)RTOS，這個(gè)時(shí)候在51單片機(jī)上跑RTOS就顯得有意義。
還比如：一個(gè)相對(duì)不是那么復(fù)雜的項(xiàng)目，它的外設(shè)模塊（或資源）用的比較多，同時(shí)，整體業(yè)務(wù)邏輯不是那么復(fù)雜，也不要求處理太多事件。像采集溫度、濕度傳輸、按鍵檢測(cè)等小項(xiàng)目，通過(guò)RTOS各任務(wù)模塊化運(yùn)行，我覺(jué)得還是比較有意義。
最后，還是那句話，有沒(méi)有意義，還與你實(shí)際情況有關(guān)。
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