【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子信息，具体是涉及一种单片机数据读取方法及系统。
技术介绍
1、在电子设备的单片机系统中，数据读取的效率和稳定性至关重要。当前，市场上的主流数据读取方案如dma和isr虽能满足基本需求，但在应对大数据量和复杂数据处理时，其局限性日益凸显。dma方法虽能实现快速数据传输，但处理大量数据时cpu负担重，效率降低。而isr方法虽能实时响应，但复杂数据处理时中断频繁，易影响系统稳定性。此外，这些方法往往要求开发者编写繁琐的驱动程序和中断服务程序，不仅增加了编程难度，也提高了出错风险。
2、并且，单片机的更新换代较快，新一代的单片机推出时，通常会对接口等方面进行改进，导致单片机的数据读取方式需要跟着相应的修改，这容易导致在设备中的单片机发生故障。因此，本专利技术提供一种更高效、更稳定的数据读取方法和系统，能够优化接口、数据传输路径和数据处理机制。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种单片机数据读取方法及系统，用于解决现有单片机系统数据传输效率低、系统稳定性差以及编程复杂度高的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案如下：一种单片机数据读取方法，包括以下步骤：
3、（1）初始化：配置单片机系统以及api接口，并确保连接顺畅，根据实际需求编写所述单片机系统程序，并在程序中调用所述api接口实现数据的读取和返回；
4、（2）数据读取输入与传输：采用动态调度策略读取数据并采用加速的数据传输路径，优化数据总线的带宽和传
5、（3）数据处理：采用任务队列的数据处理机制，首先建立任务队列，用于存储待处理的数据任务，每个所述数据任务包含一个优先级标签，用于标识其紧急程度和重要性；当新的数据任务到达时，所述单片机系统会根据优先级标签将其放入队列的相应位置，然后从队列中取出优先级最高的数据任务，并将其交由专门的硬件处理单元进行并行处理。
6、（4）数据输出：经过所述数据处理端处理的数据临时存储在存储器中或者连接到显示设备中，保证单片机系统数据的完整性和连续性。
7、进一步地，所述api接口通过简单的函数调用实现数据的读取、任务的添加、任务的调度和处理结果的获取，其具体过程如下：
8、a.任务添加流程：
9、1）接收task_data、priority和handler作为输入参数；
10、2）创建新的任务对象，包含task_data、priority和handler，将新创建的任务对象添加到任务队列中，根据priority进行排序；
11、3）如果队列已满或达到某种限制，则需要拒绝新任务或等待队列中有任务完成后再添加，任务添加完成后，返回或通知调用者；
12、b.任务调度流程：
13、1）监控系统资源的使用情况，cpu使用率以及内存占用；
14、2）检查任务队列，选择优先级最高且适合当前系统负载的任务；
15、3）调用选中任务的handler函数来处理任务数据；
16、4）在处理过程中，持续监控系统资源，如果系统负载过高，可能需要暂停或延迟部分任务；
17、5）当任务完成后，存储处理结果；
18、6）重复步骤2）-5），直到任务队列为空或达到某个终止条件；
19、c.获取处理结果流程：
20、1）接收task_id作为输入参数；
21、2）查找与task_id对应的任务的处理结果；
22、3）如果任务已完成并且处理结果可用，则返回指向处理结果的指针；
23、4）如果任务未完成或发生错误，则返回空指针，并可能提供额外的错误信息；
24、d.错误处理流程：
25、1）接收task_id和error_code作为输入参数；
26、2）根据error_code确定错误的类型和原因；
27、3）记录错误信息，便于后续的分析和调试；
28、4）尝试恢复或重试任务，若无法恢复或者重试，通知用户或者系统管理员；
29、5）处理完成后，返回或者通知调用者。
30、进一步地，错误信息包含记录错误日志以及恢复或者重试任务。
31、进一步地，所述动态调度策略实现的具体过程如下：
32、a.标签设置：首先，确定任务的类型，包括计算密集型、i/o密集型、实时性，然后为每个任务分配一个或多个标签，使用一个由数字和/或字母组成的字符串来表示标签，其中每个字符或数字段代表不同的属性；
33、b.权重计算与优先级设定：定义权重因子，包括任务类型、来源、紧急程度，根据任务的标签和定义的权重因子，为每个任务计算一个权重值，将任务队列中的所有任务按照权重值进行排序，权重值越高的任务优先级越高；
34、c.负载情况确定：实时监控系统资源的使用情况，包括cpu使用率、内存占用、磁盘i/o，为每个系统资源设定一个或多个负载阈值，当资源使用超过这些阈值时，认为系统处于高负载状态，根据实时监控的数据和负载阈值，评估系统的当前负载情况；
35、d.基于负载和优先级的任务调度：在将任务放入队列之前，根据任务的优先级和系统的负载情况，决定是否对任务进行预处理，所述预处理包括拆分、合并与延迟，同时在任务处理过程中，根据任务的完成情况更新任务队列的状态，维护多个任务队列，根据任务的优先级和系统的负载情况，将任务分配到不同的队列中，当系统处于高负载状态时，暂停低优先级任务的处理，或将部分任务延迟到负载降低时再处理；
36、e.优化与调整：根据系统监控的结果，动态地调整权重因子、负载阈值的参数，以优化调度策略，允许用户或系统管理员通过界面或api接口调整任务的优先级和调度策略，以满足不同的需求。
37、进一步地，所述加速的数据传输路径采用红外遥控器、红外接受传感器电路及单片机解码软件，所述红外遥控器的编码方式主要分为两种：pwm（脉冲宽度调制）和ppm（脉冲位置调制）。
38、进一步地，所述高速缓存将当前正在执行的程序和正在访问的数据放入其中，在程序运行时，cpu直接从所述高速缓存中访问指令和数据，无需从慢速的主存中读取，预取通过预测程序接下来可能需要的数据，并提前将其加载到高速缓存中，减少cpu等待数据从主存中读取的时间。
39、进一步地，任务队列为待处理数据任务的先进先出队列，包含有任务的唯一标识、任务数据、任务优先级以及处理函数。
40、进一步地，任务队列处理流程具体如下：
41、a.任务添加：当有新的数据任务需要处理时，将其封装为一个任务对象，并根据任务的紧急程度和重要性为其设置优先级，然后将该任务对象添加到任务队列的尾部；
42、b.任务调度：任务调度器定期从任务队列的头部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单片机数据读取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述API接口通过简单的函数调用实现数据的读取、任务的添加、任务的调度和处理结果的获取，具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，错误信息包含记录错误日志以及恢复或者重试任务。
4.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述动态调度策略实现的具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述加速的数据传输路径采用红外遥控器、红外接受传感器电路及单片机解码软件，所述红外遥控器的编码方式主要分为两种：PWM（脉冲宽度调制）和PPM（脉冲位置调制）。
6.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述高速缓存将当前正在执行的程序和正在访问的数据放入其中，在程序运行时，CPU直接从所述高速缓存中访问指令和数据，无需从慢速的主存中读取，预取通过预测程序接下来可能需要的数据，并提前将其加载到高速缓存中，减少CPU等待数据从主
7.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，任务队列为待处理数据任务的先进先出队列，包含有任务的唯一标识、任务数据、任务优先级以及处理函数。
8.根据权利要求7所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，任务队列处理流程具体如下：
9.实现权利要求1-8任一所述的一种单片机数据读取方法的系统，其特征在于，包括初始化模块、数据读取模块、数据传输模块、数据输出模块、CPU控制系统，其中，所述初始化模块配置单片机系统以及API接口，并确保连接顺畅，根据实际需求编写所述单片机系统程序，并在程序中调用所述API接口实现数据的读取和返回；所述数据读取模块采用动态调度策略读取数据，优化数据总线的带宽和传输协议，同时加入高速缓存和预取技术，提前预测并加载即将被访问的数据，从而将所述数据完整读取并传输到数据处理模块；所述数据处理模块采用任务队列的数据处理机制，首先建立任务队列，用于存储待处理的数据任务，每个所述数据任务包含一个优先级标签，用于标识其紧急程度和重要性；当新的数据任务到达时，所述单片机系统会根据优先级标签将其放入队列的相应位置，然后从队列中取出优先级最高的数据任务，并将其交由专门的硬件处理单元进行并行处理；所述数据输出模块经过所述数据处理模块处理的数据临时存储在存储器中或者连接到显示设备中。
10.根据权利要求9所述的一种单片机数据读取方法的系统，其特征在于，所述初始化模块、数据读取模块、数据传输模块、数据输出模块之间通过所述CPU控制系统控制。
...【技术特征摘要】
1.一种单片机数据读取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述api接口通过简单的函数调用实现数据的读取、任务的添加、任务的调度和处理结果的获取，具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，错误信息包含记录错误日志以及恢复或者重试任务。
4.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述动态调度策略实现的具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述加速的数据传输路径采用红外遥控器、红外接受传感器电路及单片机解码软件，所述红外遥控器的编码方式主要分为两种：pwm（脉冲宽度调制）和ppm（脉冲位置调制）。
6.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，所述高速缓存将当前正在执行的程序和正在访问的数据放入其中，在程序运行时，cpu直接从所述高速缓存中访问指令和数据，无需从慢速的主存中读取，预取通过预测程序接下来可能需要的数据，并提前将其加载到高速缓存中，减少cpu等待数据从主存中读取的时间。
7.根据权利要求1所述的一种单片机数据读取方法，其特征在于，任务队列为待处理数据任务的先进先出队列，包含有任务的唯一标识、任务数据、任务优先级以...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，马清雄，
申请(专利权)人：三聚星科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：
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