1为什么要学RTOS

1. 什么是裸机系统与多线程系统？

1.1 裸机系统

裸机系统通常分成轮询系统和前后台系统。在裸机系统中，所有的程序基本都是自己写的，所有的操作都是在一个无限的大循环里面实现。

1.1.1 轮询系统

大概的伪代码:

int main(void)
{
    /* 硬件相关初始化 */
    HardWareInit();
    /* 无限循环 */
    for (;;)
    {
        /* 处理事情1 */
        DoSomething1();
        /* 处理事情2 */
        DoSomething2();
        /* 处理事情3 */
        DoSomething3();
    }
}

轮询系统是一种很简单的软件结构，只适合顺序执行的功能代码且不需要外部事件（如中断）来驱动的就能完成的事情。

缺点很明显： 假如DoSomething3()处理非常重要的事情，这个时候代码刚好执行到DoSomething1()，不幸的是这件事儿要执行很久，那么等到执行DoSomething3()的时候已经不知道猴年马月了，系统的实时性降低。

轮询系统特点：轮询响应事件，轮询处理事件

1.1.2 前后台系统

大概的伪代码：

int flag1 = 0;
int flag2 = 0;
int count5ms = 0;

int main(void)
{
    /* 硬件相关初始化 */
    HardWareInit();
    /* 无限循环 */
    for (;;)
    {
        if (flag1)
        {
            /* 处理事情1 */
            DoSomething1();
        }

        if (flag2)
        {
            /* 处理事情2 */
            DoSomething2();
        }

        if (count5ms==5)
        {
            /* 处理事情3 */
            DoSomething3();
        }
    }
}

void ISR1(void)
{
    /* 置位标志位 */
    flag1 = 1;
    /* 如果事件处理时间很短，则在中断里面处理如果事件处理时间比较长，在回到前台处理 */
    DoSomething1();
}

void ISR2(void)
{
    /* 置位标志位 */
    flag2 = 1;
    /* 如果事件处理时间很短，则在中断里面处理如果事件处理时间比较长，在回到前台处理 */
    DoSomething2();
}

// 1ms定时器
void ISR_Timer(void)
{
    /* 置位标志位 */
    count5ms++;
	
    /* 如果事件处理时间很短，则在中断里面处理如果事件处理时间比较长，在回到前台处理 */
    DoSomething3();
}

前后台系统是在入门学习单片机的时候最常用的一种软件结构；

其中前台指的是中断；后台指的是main函数中的无限循环。

在前台中断中打上事件标志位，在后台无限循环中不断判断标志位来决定功能是否执行；

通常会用一个1ms定时器+标志位变量->周期性执行指定功能（很粗糙）。

相比轮询系统，前后台系统确保了事件不会丢失，再加上中断具有可嵌套的功能，这可以大大的提高程序的实时响应能力。

在大多数的中小型项目中，前后台系统运用的好，堪称有操作系统的效果。

前后台系统特点：实时响应事件（中断），轮询处理事件（无限循环）

1.2 多线程系统

伪代码：

int flag1 = 0;
int flag2 = 0;
int flag3 = 0;

int main(void)
{
    /* 硬件相关初始化 */
    HardWareInit();
    /* OS初始化 */
    RTOSInit();
    /* OS启动，开始多线程调度，不再返回 */
    RTOSStart();
}

void ISR1(void)
{
    /* 置位标志位 */
    flag1 = 1;
}

void ISR2(void)
{
    /* 置位标志位 */
    flag2 = 2;
}

void ISR3(void)
{
    /* 置位标志位 */
    flag3 = 1;
}

void DoSomething1(void)
{
    /* 无限循环，不能返回 */
    for (;;)
    {
        /* 线程实体 */
        if (flag1) {
        }
    }
}

void DoSomething2(void)
{
    /* 无限循环，不能返回 */
    for (;;)
    {
        /* 线程实体 */
        if (flag2) {
        }
    }
}

void DoSomething3(void)
{
    /* 无限循环，不能返回 */
    for (;;)
    {
        /* 线程实体 */
        if (flag3) {
        }
    }
}

相比前后台系统中后台的无限大循环，在多线程系统中，根据程序的功能，我们把这个程序主体分割成一个个独立的，无限循环且不能返回的小程序，这个小程序我们称之为线程；

每个线程都是独立的，互不干扰的，且具备自身的优先级，它由操作系统调度管理。

加入操作系统后，我们在编程的时候不需要精心地去设计程序的执行流 ，不用担心每个功能模块之间是否存在干扰。我们的编程反而变得简单了。整个系统随之带来的额外开销就是操作系统占据的那一丁点的FLASH和RAM。现如今，单片机的FLASH和RAM是越来越大，完全足以抵挡RTOS那点开销。

火哥说的太好了：

无论是裸机系统中的轮询系统、前后台系统和多线程系统，我们不能一锤子的敲定孰优孰劣，它们是不同时代的产 物，在各自的领域都还有相当大的应用价值，只有合适才是最好。有关这三者的软件模型区别具体见下表。

表格：轮询、前后台和多线程系统软件模型区别

模型	事件响应	事件处理	特点
轮询系统	主程序	主程序	轮询响应事件，轮询处理事件
前后台系统	中断	主程序	实时响应事件，轮询处理事件
多线程系统	中断	线程	实时响应事件，实时处理事件

2.为什么学RTOS？

以下引自火哥原话：

在裸机系统中，所有的程序基本都是自己写的，所有的操作都是在一个无限的大循环里面实现。现实生活中的很多中小型的电子产品用的都是裸机系统，而且也能够满足需求。但是为什么还要学习RTOS编程，偏偏还要整个操作系统进来？

一是项目需要，随着产品要实现的功能越来越多，单纯的裸机系统已经不能够完美地解决问题，反而 会使编程变得更加复杂，如果想降低编程的难度，我们可以考虑引入RTOS实现多线程管理，这是使用RTOS的最大优势。

二是学习的需要，必须学习更高级的东西，实现更好的职业规划，为将来走向人生巅峰迎娶白富美做准备，而不是一味的在裸机编程上面死磕。作为一个合格的嵌入式软件工程师，学习是永远不能停歇的事，时刻都 得为将来准备。书到用时方恨少，我希望机会来临时你不要有这种感觉。

3.如何学习RTOS？

如何快速上手RTOS？

​ 如果快速上手，最简单的就是在别人移植好的系统之上，看看RTOS里面的API使用说明，然后调用这些API实现自己想要的功能即

如何深入地学习一款RTOS？

​ 这里有一个最有效也是最难的方法，就是阅读RTOS的源码，深究内核和每个组件的实现方式，这个过程枯燥且痛苦。但为了能 够学到RTOS的精华，你不入地狱谁入地狱？

跟着火哥，笃定前行：

从0开始，层层叠加，不断地完善，教大家怎么把一个RTOS从0到1写出来，让你在每一个阶段都能享受到成功的喜悦。

在这个RTOS实现的过程中，只需要你具备C语言的基础就行 ，然后就是跟着野火这个教程笃定前行，最后定有所成。