在资源有限的单片机上，运行一个极简的任务调度框架

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在资源受限的单片机上面进行产品功能开发，经常会涉及“多任务”需求，比如同时处理LED闪烁，按键扫描，传感器数据采集，等逻辑。

传统的超级大循环while(1)容易因为单个任务阻塞导致系统卡顿，而重量级RTOS又会占用过多的芯片资源。

一个名为 Simple Task Scheduler（简称STS）的极简任务调度器，恰好填补了这一空白，它用几十行 C 语言代码实现了基础任务调度，其硬件资源占用非常少，几乎是小资源单片机裸机开发的最优选择之一。

资源占用特性：

RAM占用：仅需存储任务结构体的数组，配置8个任务，RAM占用约80个Bytes。

FLASH占用：调度器核心任务逻辑编译后仅占用500~1000个Bytes，没有额外的函数库依赖。

CPU占用：主循环轮询调度没有额外的开销，CPU占用率完全由任务本身进行决定。

具体适用场景：

小资源单片机项目：51、STM8等RAM/FLASH受限的单片机，比如实现简单的多任务（LED灯控、按键处理、串口数据收发，等等）。

低复杂度裸机项目：无需信号量和队列等同步机制，仅需按照固定周期执行任务场景（小家电逻辑控制，传感器数据采集，等等）。

快速原型验证：快速实现多任务逻辑，无需花费时间移植RTOS，帮助理解任务调度的核心思想，比RTOS更容易上手。

不适用场景：

需要抢占式调度，对实时性有严格要求，需要多任务同步（比如信号量、互斥量）的复杂项目，此类项目场景建议选择 FreeRTOS 或 RT-Thread。

以适配STM32为例，以下代码分为“调度器实现”、“硬件适配”、“任务定义”三个部分。

1、调度器头文件（scheduler.h）

#ifndef __SCHEDULER_H#define __SCHEDULER_H
#include "stm32f10x.h"#include <stdint.h>#include <stdbool.h>#define MAX_TASKS 8  // 最大任务数，按需调整
// 任务结构体typedef struct {    void (*task_func)(void);  // 任务函数指针    uint32_t interval_ms;     // 执行间隔(ms)    uint32_t last_run_time;   // 上次执行时间戳    bool is_enabled;          // 任务使能标志} Task_t;
// 函数声明void Scheduler_Init(void);                  // 调度器初始化bool Scheduler_AddTask(void (*func)(void), uint32_t interval, bool enable);  // 添加任务void Scheduler_Run(void);                   // 调度器主循环uint32_t Scheduler_GetSysTimeMs(void);      // 获取系统时间(ms)
#endif

2、调度器源文件（scheduler.c）

#include "scheduler.h"
static Task_t task_list[MAX_TASKS] = {0};static uint8_t task_count = 0;static uint32_t sys_time_ms = 0;
// SysTick中断服务函数：1ms触发，更新系统时间void SysTick_Handler(void) {    sys_time_ms++;}
// 初始化1ms时间基准（STM32F103 72MHz主频）static void SysTime_Init(void) {    if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) {        while (1);  // 初始化失败，可添加错误处理    }}
// 获取系统时间uint32_t Scheduler_GetSysTimeMs(void) {    return sys_time_ms;}
// 调度器初始化void Scheduler_Init(void) {    SysTime_Init();    task_count = 0;    sys_time_ms = 0;    // 清空任务列表    for (uint8_t i = 0; i < MAX_TASKS; i++) {        task_list[i].task_func = NULL;        task_list[i].interval_ms = 0;        task_list[i].last_run_time = 0;        task_list[i].is_enabled = false;    }}
// 添加任务bool Scheduler_AddTask(void (*func)(void), uint32_t interval, bool enable) {    if (func == NULL || interval == 0 || task_count >= MAX_TASKS) {        return false;    }    task_list[task_count].task_func = func;    task_list[task_count].interval_ms = interval;    task_list[task_count].last_run_time = Scheduler_GetSysTimeMs();    task_list[task_count].is_enabled = enable;    task_count++;    return true;}
// 调度器主循环void Scheduler_Run(void) {    uint32_t current_time = Scheduler_GetSysTimeMs();    for (uint8_t i = 0; i < task_count; i++) {        if (!task_list[i].is_enabled) continue;        // 检查执行间隔（处理时间溢出）        if ((current_time - task_list[i].last_run_time) >= task_list[i].interval_ms) {            task_list[i].task_func();            task_list[i].last_run_time = current_time;        }    }}

3、主函数与任务实现（main.c）

#include "stm32f10x.h"#include "scheduler.h"
// 任务1：LED闪烁（500ms一次）void Task_LED_Flash(void) {    GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, !GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_13));}
// 任务2：按键扫描（10ms一次）void Task_Key_Scan(void) {    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == RESET) {        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);  // 按键按下，点亮LED    } else {        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 按键松开，熄灭LED    }}
// 硬件初始化void Hardware_Init(void) {    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    // LED引脚配置（PC13、PB0）    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    // 按键引脚配置（PA0上拉输入）    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);}
int main(void) {    Hardware_Init();          // 硬件初始化    Scheduler_Init();         // 调度器初始化    // 添加任务    Scheduler_AddTask(Task_LED_Flash, 500, true);    Scheduler_AddTask(Task_Key_Scan, 10, true);
    // 主循环    while (1) {        Scheduler_Run();  // 执行调度器    }}

跨MCU适配要点

C51单片机：使用定时器0/1来替换STM32的Systick，然后在定时器中断里面更新sys_time_ms时基，需要注意的是，C51需要精确配置1毫秒初值。

STM8：使用高级定时器实现1毫秒中断，用来替代STM32的Systick中断，更新sys_time_ms时基，与C51一致。

ESP8266/ESP32：使用芯片自带的定时器API来实现毫秒级时间戳，调度器的核心逻辑不需要修改。

使用注意事项

1、任务函数必须要为“短任务”，禁止在任务里面进行死循环和长时间延时，如果需要处理较长的逻辑，需要拆分为状态机。

2、任务间隔建议大于等于1毫秒，避免高频任务占用过多CPU资源，影响其他任务的执行。

3、根据实际的任务数量调整 MAX_TASKS 参数宏，以减少不必要的RAM占用，达到资源优化的目的。

4、需要确保时基 sys_time_ms 的1毫秒精准稳定，避免任务执行周期产生偏移。（比如C51需要校准定时器初值）

总结

Simple Task Scheduler 遵循极简的核心设计理念，解决了单片机裸机开发过程中多任务调度的痛点，尤其适合硬件资源受限的单片机芯片。

它无需复杂的移植流程，并且核心逻辑容易理解、容易定制，是小项目快速落地的理想选择。

开发者只需要掌握“时间基准 + 任务轮询”的核心思想，就可以根据不同的单片机类型进行快速适配，在保证系统任务响应的同时，能最大限度地降低资源消耗。