CN112286097A - 智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质 - Google Patents

智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能驾驶技术领域，公开一种智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质一种智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质。本发明方法包括：将至少两个以上子任务从主循环程序中独立出来，至少部分独立出来的子任务根据各自独立运行所需的时间长短分别对应有不同定时范围的定时器；并在任一定时器的计时变量在由1变成0后，将该定时器所对应的标志设为1；加载并运行对相应子任务进行调用的主循环程序，所述主循环程序在调用具有相对应定时器的子任务程序时，首先判断相应子任务所对应的定时器标志是否为1，如果是，将该定时器标志清零后再调用相应的子任务程序完成相应的功能；否则，放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程。

Description

智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质。
背景技术
目前的自动驾驶是汽车发展的方向。采用嵌入式控制汽车的自动驾驶将变成汽车不可或缺的组成部分。采用操作系统控制的多任务系统可使编程简单化，但也会带来不可预知的风险。同时也增加了成本。因此，能够以可靠而降低成本的方式协同汽车的自动驾驶程序是非常有必要的。但现有自动驾驶的编程是采用多片单片机来完成不同的任务，单片机完成任务的功能往往具有单一性，或者具有不实时性。
现有的汽车嵌入式控制程序，以图1所示的场景为例，对应的程序流程图如图2所示。其在执行子任务的过程中，需延时等待的延时程序比较多，如图中判断右拐任务是否完成、以及判断A/D转换是否完成；从而导致一个主循环程序的执行时间很长；从而导致系统的整体性能迟滞。
发明内容
本发明主要目的在于公开一种智能驾驶单片机控制方法、系统及计算机存储介质，以简单而可靠的多任务方式实现任务的快速响应。
为达上述目的，本发明公开一种智能驾驶单片机控制方法，包括：
将至少两个以上子任务从主循环程序中独立出来，至少部分独立出来的子任务根据各自独立运行所需的时间长短分别对应有不同定时范围的定时器；
加载并运行定时器中断服务程序对至少两个以上不同时长范围的定时器进行计时变量管理，并在任一定时器的计时变量在由1变成0后，将该定时器所对应的标志设为1，否则，该定时器所对应的标志为0；
加载并运行对相应子任务进行调用的主循环程序，所述主循环程序在调用具有相对应定时器的子任务程序时，首先判断相应子任务所对应的定时器标志是否为1，如果是，将该定时器标志清零后再调用相应的子任务程序完成相应的功能；如果判断相应子任务所对应的定时器标志为0，放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；并在所述主循程序的下一循环中重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的定时器标志。
优选的，本发明至少一子任务被分解为至少两个以上的阶段，并对各阶段设置有不同的阶段标志；在所述子程序被调用后，所述主循环程序判断该子任务当前的阶段标志是否能读取到目标数据，如果不能，则放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；并在所述主循程序的下一循环中重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的阶段标志。
可选地，设置有阶段标志的子任务为仍保留在所述主循环程序中的子任务，或为从所述主循环程序中独立出来的子任务。其中，当设置有阶段标志的子任务为从所述主循环程序中独立出来的子任务时，若设置有阶段标志的子任务也对应有相应的定时器时，所述主循程序在下一循环重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的阶段标志前，先判断该子任务所对应的定时器标志是否为1。
为达上述目的，本发明还公开一种智能驾驶单片机控制系统：包括存储器、单片机以及存储在存储器上并可在单片机上运行的计算机程序，其中，所述单片机执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
相对应的，本实施例还公开一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。
本发明具有以下有益效果：
被独立出来的子程序与主循环程序采用多任务同时运行，在需要产生交互时，即主循环程序在调用具有相对应定时器的子任务程序时，首先判断相应子任务所对应的定时器标志是否可调用；如果判断相应子任务所对应的定时器标志为0，放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；相比于传统由主循环程序将各子程序串联式层进方式，极大减少了延时等待的频率和时长；大幅缩短了主循环程序的循环周期；从而实现任务的更快速响应。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明智能小车行进场景示意图。
图2是传统嵌入式控制程序流程图。
图3是本发明实施例智能驾驶单片机控制方法流程图。
图4是本发明实施例定时器中断服务程序流程图。
图5是本发明实施例小车行进子程序流程图。
图6是本发明实施例小车数码显示子程序流程图。
图7是本发明实施例按键处理子程序流程图。
图8是本发明实施例A/D转换子程序流程图。
图9是本发明实施例主循环程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例公开一种智能驾驶单片机控制方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤S1、将至少两个以上子任务从主循环程序中独立出来，至少部分独立出来的子任务根据各自独立运行所需的时间长短分别对应有不同定时范围的定时器。
步骤S2、加载并运行定时器中断服务程序对至少两个以上不同时长范围的定时器进行计时变量管理，并在任一定时器的计时变量在由1变成0后，将该定时器所对应的标志设为1，否则，该定时器所对应的标志为0。
步骤S3、加载并运行对相应子任务进行调用的主循环程序，所述主循环程序在调用具有相对应定时器的子任务程序时，首先判断相应子任务所对应的定时器标志是否为1，如果是，将该定时器标志清零后再调用相应的子任务程序完成相应的功能；如果判断相应子任务所对应的定时器标志为0，放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；并在所述主循程序的下一循环中重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的定时器标志。
本实施例中，优选地，至少一子任务被分解为至少两个以上的阶段，并对各阶段设置有不同的阶段标志；在所述子程序被调用后，所述主循环程序判断该子任务当前的阶段标志是否能读取到目标数据，如果不能，则放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；并在所述主循程序的下一循环中重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的阶段标志。可选地，设置有阶段标志的子任务为仍保留在所述主循环程序中的子任务，或为从所述主循环程序中独立出来的子任务。进一步地，当设置有阶段标志的子任务为从所述主循环程序中独立出来的子任务时，若设置有阶段标志的子任务也对应有相应的定时器时，所述主循程序在下一循环重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的阶段标志前，先判断该子任务所对应的定时器标志是否为1。
以下结合具体场景对本实施例做进一步说明：
下面以图1所示的应用场景为例，其子程序包括行进子程序、数码显示子程序、A/D转换子程序和按键处理子程序。其中，行进子程序用于判断小车是否直线行驶、是否达到十字路口及是否按导航要求完成十字路口的通行。A/D转换子程序设置有界定A/D转换是否启动、以及A/D转换是否完成的至少两个不同阶段标志。
本实施例将A/D转换子程序保留在主循环程序中，并将行进子程序、数码显示子程序和按键处理子程序独立出来按需调用。
本实施例采用的中断服务程序如图4所示，设置有三个定时器，其中，行进子程序所对应的定时器为10ms定时器，数码显示子程序所对应的定时器为30ms定时器，按键处理子程序所对应的定时器为50ms定时器。
定时器中断进行时间计数的原理及步骤如下：
1.定时器1ms中断服务程序：以1ms为基准，每1ms进入中断服务程序执行一次。
(1)10ms标志位置1：在主循环程序中，只要将10ms计时变量置为10，那么在中断服务程序中就可在10ms后根据减去变量中的内容计数，在10ms计时变量由1到0的变化后将10ms标志置为1，主循环程序可根据10ms标志是否为1来进行相关程序的运行。
(2)30ms标志位置1：在主循环程序中，只要将30ms计时变量置为30，那么在中断服务程序中就可在30ms后根据减去变量中的内容计数，在30ms计时变量由1到0的变化后将30ms标志置为1，主循环程序可根据30ms标志是否为1来进行相关程序的运行。
(3)20ms定时器标志和50ms定时器标志的置位可参考10ms和30ms标志方法执行。
本实施例中，行进子程序用于判断小车是否直线行驶、是否达到十字路口及是否按导航要求完成十字路口的通行。具体的，小车行进子程序可采用如图5所示的流程。在小车发出直线前进命令后，小车往前行进。那么小车可以每10ms检测一次是否到达拐弯的十字路口(小车可根据实际需要执行左拐或右拐任务)。小车在需要检测前只要将10ms定时器的计时变量赋值，例如本例中由于中断是1ms定时中断，只要将10ms定时器初始的计时变量赋值10，然后每个中断对该计时变量递减1；当中断服务程序在10ms定时到时，会自动将10ms定时标志置1。小车在10ms定时标志为1时，检测是否到达十字路口，到达十字路口后开始右拐或左拐任务。执行右拐或左拐任务也可用10ms定时标志来控制完成。小车在10ms定时标志为1时，检测右拐或左拐任务是否完成，如果完成改为直线前进任务。
本实施例中，数码显示子程序可采用如图6所示的流程，其数码管可用于对速度、里程等进行显示。例如：用两个数码管进行速度显示，但两个数码管是不能同时显示的；一次只能是一个数码管显示，并在很短的时间内交替显示两个数码管，利用人的视觉暂留来达到两个数码管同时显示数据的效果。
按键处理子程序可采用如图7所示的流程，相关的按键包括但不限于转向灯按键、远光灯按键等。为避免误判，相应的子任务程序可以采用两次逻辑判断等方法进行去抖动处理。
A/D转换子程序可采用如图8所示的流程，其设置有A/D转换开始和关闭两个阶段标志，以界定A/D转换是否启动、以及A/D转换是否完成。具体的：A/D转换过程分为三个步骤：1)启动A/D转换；2)A/D转换器开始转换；3)A/D转换完成，单片机读取A/D转换结果。三个过程是独立的。已有的A/D转换是完成了步骤1后，用主程序延时等待步骤2的完成。而本实施例完全可以不必花时间在步骤2上等待。可以通过设置相关运行阶段标志来完成。当完成步骤1后，通过设置A/D转换阶段标志来告诉单片机已经完成了A/D转换的步骤1，后面要完成的是下一个步骤了。此时单片机转去执行其他任务，再在循环中等到下次需执行A/D转换时，根据A/D转换器结果来决定是否读取A/D转换器内容，进而确定A/D转换的下一步任务。
与传统方式图1相对应的，本实施例的主循环程序的处理流程被优化为图9所示的具体流程。显而易见，其有效避免了图1中等待右拐任务完成及等待A/D转换完成的延时；且以本实施拆分并按定时器标志和阶段标志处理的子任务程序和主循环程序的处理流程更优化。
综上，本实施例公开的智能驾驶单片机控制方法，至少具有以下有益效果：
被独立出来的子程序与主循环程序采用多任务同时运行，在需要产生交互时，即主循环程序在调用具有相对应定时器的子任务程序时，首先判断相应子任务所对应的定时器标志是否可调用；如果判断相应子任务所对应的定时器标志为0，放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；相比于传统由主循环程序将各子程序串联式层进方式，极大减少了延时等待的频率和时长；大幅缩短了主循环程序的循环周期；从而实现任务的更快速响应。同理，对阶段标志的处理也达到了同样的技术效果。
实施例2
本实施例公开一种智能驾驶单片机控制系统：包括存储器、单片机以及存储在存储器上并可在单片机上运行的计算机程序，其中，所述单片机执行所述计算机程序时实现上述实施例1所对应方法的步骤。
实施例3
同理，本实施例公开一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述实施例1所对应方法中的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能驾驶单片机控制方法，其特征在于，包括：
将至少两个以上子任务从主循环程序中独立出来，至少部分独立出来的子任务根据各自独立运行所需的时间长短分别对应有不同定时范围的定时器；
加载并运行定时器中断服务程序对至少两个以上不同时长范围的定时器进行计时变量管理，并在任一定时器的计时变量在由1变成0后，将该定时器所对应的标志设为1，否则，该定时器所对应的标志为0；
加载并运行对相应子任务进行调用的主循环程序，所述主循环程序在调用具有相对应定时器的子任务程序时，首先判断相应子任务所对应的定时器标志是否为1，如果是，将该定时器标志清零后再调用相应的子任务程序完成相应的功能；如果判断相应子任务所对应的定时器标志为0，放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；并在所述主循程序的下一循环中重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的定时器标志。
2.根据权利要求1所述的智能驾驶单片机控制方法，其特征在于，至少一子任务被分解为至少两个以上的阶段，并对各阶段设置有不同的阶段标志；在所述子程序被调用后，所述主循环程序判断该子任务当前的阶段标志是否能读取到目标数据，如果不能，则放弃等待直接跳入主循环程序的下一进程；并在所述主循程序的下一循环中重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的阶段标志。
3.根据权利要求2所述的智能驾驶单片机控制方法，其特征在于，设置有阶段标志的子任务为仍保留在所述主循环程序中的子任务，或为从所述主循环程序中独立出来的子任务。
4.根据权利要求2所述的智能驾驶单片机控制方法，其特征在于，当设置有阶段标志的子任务为从所述主循环程序中独立出来的子任务时，若设置有阶段标志的子任务也对应有相应的定时器时，所述主循程序在下一循环重新识别并判断之前放弃等待的子任务所对应的阶段标志前，先判断该子任务所对应的定时器标志是否为1。
5.根据权利要求1至4任一所述的智能驾驶单片机控制方法，其特征在于，所述子任务程序包括行进子程序、数码显示子程序、A/D转换子程序和按键处理子程序；
所述行进子程序用于判断小车是否直线行驶、是否达到十字路口及是否按导航要求完成十字路口的通行；
所述A/D转换子程序设置有界定A/D转换是否启动、以及A/D转换是否完成的至少两个不同阶段标志。
6.根据权利要求5所述的智能驾驶单片机控制方法，其特征在于，所述行进子程序所对应的定时器为10ms定时器，所述数码显示子程序所对应的定时器为30ms定时器，所述按键处理子程序所对应的定时器为50ms定时器。
7.一种智能驾驶单片机控制系统：包括存储器、单片机以及存储在存储器上并可在单片机上运行的计算机程序，其特征在于，所述单片机执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一所述方法的步骤。
8.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现上述权利要求1至6任一所述方法中的步骤。
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