在51单片机上跑RTOS有没有意义？

Posted 2021-05-26 ybhuangfugui

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作者 | strongerHuang

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最近看见我的一个技术交流群在讨论一个问题：在51单片机上跑RTOS有没有意义？

今天就来围绕51和RTOS展开讲讲。

1关于51单片机及性能和资源

51单片机可以说是我们这一代人的经典，因为它资源不是那么多，而且相对简单，是很多初学者的入门必选之一。

1.51单片机种类

51单片机的种类很多，我们这里是一种笼统的叫法，通常来说指的是8位MCU。

比如早期市面上常见的：英特尔的80C51系列、 爱特梅尔的AT89C51系列、 国产宏晶的STC89C51系列、STM8系列，还有恩智浦、微芯等这些公司都有51单片机。

其实，早期很多做通用MCU的半导体公司，自家都有51单片机系列，只是随着32位单片机的出现，很多以前的51单片机逐渐离开了大家的视野。

2.51单片机的性能

再说下51单片机的性能，性能主要是主频（或者时钟频率），当然还有一些其他因素决定性能，比如总线位宽。（可以参看文章《CPU性能由主频决定吗？》）

目前51单片机的主频通常从几兆到几十兆，比如STC89C51的主频可以高达48M：

48M的速度，按理说也不低了，这个速度如果32位MCU，跑GUI基本都可以了。

但是，这个是在8位的51单片机上，因为总线数据位宽的限制、没有预处理操作等，其性能相对32位来说还是低了很多。

这么说吧，同样跑一段程序，以48M运行的51单片机，是跑不过同主频（48M）的32位机（比如STM32）。

当然，51单片机如果以最高48M主频运行，其性能跑RTOS还是足足有余。

3.存储资源

我们通常说的资源，其实还包含外设资源，比如ADC、I2C等。因为这里讨论的是RTOS，这里主要说Flash（用于代码存储）和RAM（运行存储）的资源。

早期的51单片机，因为存储技术的限制（生产Flash和RAM成本很高），其资源相对都很小。比如经典的AT89C51其内部只有：128Bit的RAM，4K的Falsh。

但随着存储技术的成熟，现在51单片机存储容量都普遍增多了，比如市面上流行的STC单片机，其内部高达8K的RAM，以及64k的Flash.

2适用于51单片机的RTOS有哪些？

上面说了51的性能和资源，再来说说哪些RTOS可以在51单片机上运行。

早期的RTOS，很多都对流行的51单片机做了适配（底层驱动，例程），即使没有做适配，也做了一些通用的驱动接口，供更多人选择。

因为现在的芯片制造技术成熟了，然后随着需求的增加（软件资源更丰富、要求更高），很多RTOS都普遍偏向于32位的MCU，导致有一些RTOS对51单片机不是那么友好。

当然，目前可用于51单片机的RTOS依然有很多，只是有一些相对小众化，大家不是那么了解。

像Small RTOS、Keil 自带的RTX51 Tiny、大家熟悉的uCOS等这些都可以运行在51单片机上的RTOS。

之前给大家分享过一篇文章《STM8都支持哪些RTOS》中有描述，像AtomThreads、 Chibios、 CMX-Tiny+、 embOS这些RTOS都对51单片机做了适配。

我之前学习51的时候，在上面跑过高度裁剪的uCOS，简单跑两个任务还是问题不大，包括我给大家分享的文章《在STM8上运行的Atomthreads》还提供了对应的实例供大家学习。

3在51单片机上跑RTOS有没有意义？

可能很多人认为：现在是32位单片机的天下，再加上51单片机的性能和资源都很少，跑RTOS很吃力，所以在51单片机上跑RTOS没有意义了。

是的，确实存在这样的问题。但是，我认为有没有意义要看情况，在某些情况下，在51单片机上跑RTOS依然有意义。

1.意义不大的情况

因为目前确实32位MCU存在各方面优势的情况，51单片机存在后天的不足，目前很多情况下，在51单片机上跑RTOS其意义确实显得不是那么大。

比如：一个包含各种外设模块，处理各种业务逻辑大型的系统，这种情况下不适合用51单片机以及在上面跑RTOS。

还比如：一个功能非常简单的系统，像采集一个温度值，通过串口传输出去的单元系统。因为简单项目使用RTOS会额外增加系统的复杂程度。

2.有意义的情况

我认为，一个东西的存在必然有它存在的意义。

像用于学习，我觉得意义还是比较大，毕竟RTOS编程思维和裸机思维方式差异比较大。

可能有些初学者目前主要掌握了51单片机的知识，想学习RTOS，这个时候在51单片机上跑RTOS就显得有意义。

还比如：一个相对不是那么复杂的项目，它的外设模块（或资源）用的比较多，同时，整体业务逻辑不是那么复杂，也不要求处理太多事件。像采集温度、湿度传输、按键检测等小项目，通过RTOS各任务模块化运行，我觉得还是比较有意义。

最后，还是那句话，有没有意义，还与你实际情况有关。

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