Part11 -- Arduino如何实现多线程（SCoop）

1 简介

1、多线程是什么？为什么要用多线程？

进程 ：是一个正在执行中的程序，每一个进程执行都有一个执行顺序，该顺序是一个执行路径，或者叫一个控制单元。

线程：就是进程中的一个独立控制单元，线程在控制着进程的执行。一个进程中至少有一个线程。

多线程：一个进程中不只有一个线程。是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。

2、为什么要用多线程？

为了更好的利用cpu的资源，如果只有一个线程，则第二个任务必须等到第一个任务结束后才能进行，如果使用多线程则在主线程执行任务的同时可以执行其他任务，而不需要等待； 进程之间不能共享数据，线程可以； 系统创建进程需要为该进程重新分配系统资源，创建线程代价比较小；

在Arduino实际开发中，我们可能会遇到多任务处理的问题，Arduino需要不断的读取外部管脚所输入的传感器数值；同时，要产生PWM方波来控制步进电机；如果有上位机，则还需要完成数据的收发工作。

针对此类多任务同时处理的工作场景，解决方法有多种，第一：使用计时器或外部中断机制，完成多任务处理；第二：使用Arduino 多线程技术，本质上也是中断机制。

Arduino开发板借助SCoop即可轻松实现多线程。

2 使用方法

GitHub链接下载此文件，Arduino IDE 中选择 项目 → 加载库 → 添加一个 .ZIP库 ，然后找到刚才压缩的SCoop.zip文件，添加完成之后就可以使用了。GitHub下载地址：

第一步，引用库文件

#include "SCoop.h"

第二步，setup函数里，调用 mySCoop.start() 命令

void setup(){
          
   
	mySCoop.start();
}

第三步，loop函数里，调用 yield() 命令

void loop(){
          
   
	yield();
}

第四步，定义线程并实现具体的功能，有两种定义方式 （1）完整定义

定义一个名字为“TaskOne”的任务

defineTask(TaskOne);
void TaskOne::setup(){
          
   
	// 初始化
}
void TaskOne::loop(){
          
   
	// 执行的任务
}

（2）快速定义

如果线程中执行的动作不需要setup的话，还可以使用defineTaskLoop快速定义的方式，如下：

defineTaskLoop(TaskTwo){
          
   
	// 实现具体的功能
}

注意： 使用此库之后，如果只是想在某个线程中暂停，请使用sleep(ms) 作为延时，因为 sleep(ms) 只针对当前线程，而 delay(ms) 是针对全局的。

3 测试代码

/*********************************************************************
 ——————1.开发环境：Arduino IDE————————————————————————————————————————
 ——————2.使用开发板型号：Arduino UNO——————————————————————————————————
 ——————3.功能：2个LED分别以0.5秒和1秒的速度闪烁，2和3引脚分别接LED——————
*********************************************************************/
#include <SCoop.h>
# define LED1 2				// 初始化引脚
#define LED2 3

defineTask(TaskOne);		// 创建子线程1
defineTask(TaskTwo);		// 创建子线程2

void TaskOne::setup(){
          
   		// 线程1设定
	pinMode(LED1,OUTPUT)	
}
void TaskOne::loop(){
          
   		//线程1循环
	digitalWrite(LED1,HIGH);
	sleep(500);
	digitalWrite(LED1,LOW);
	sleep(500);
}

void TaskTwo::setup(){
          
   		//线程2设定
	pinMode(LED2,OUTPUT)
}
void TaskTwo::loop(){
          
   		//线程2循环
	digitalWrite(LED2,HIGH);
	sleep(1000);
	digitalWrite(LED2,LOW);
	sleep(1000);
}

void setup(){
          
   
	mySCoop.start();
}
void loop(){
          
   
	yield();
}

Arduino虽然可以实现并发处理，但最多只能支持两三个并发任务，再多就可能报错了，如果还想处理更多并发任务，推荐用 stm32。