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Protothreads 是一种专为资源受限单片机（如 3KB RAM 的 PY32F002B 或 C51单片机）设计的无栈协程（Stackless Coroutine），让你以无阻塞的方式，写出看似阻塞的代码。
其本质是 [size=0.92em]switch-case，在阻塞的地方用__LINE__标识[size=0.92em]记录位置然后返回，第二次进入时，根据记录的位置跳转到中断的行。
[size=0.92em]
- 内存开销极低：不分配独立任务堆栈，每个任务仅需 2~6 字节 RAM 记录断点行号与时间戳。
- 解决痛点：将全屏刷屏、AT 指令握手等长耗时或包含多步延时的阻塞任务切片化，防止主循环卡死导致串口通信丢包。
- 混合架构最佳实践：
- 硬件中断 + RingBuffer：负责串口/SPI 字节接收，保证硬实时零丢包。
- 普通函数：负责微秒级瞬时任务（如喂狗、读 ADC、帧解析），直接调用无额外开销。
- PT 协程：负责需要分步执行或非阻塞延时的流程任务。
几个宏定义和1个小结构体，就实现了全部的功能
/**
* @brief 协程控制块结构体（每个任务仅占用 6 字节 RAM）
*/
typedef struct
{
uint16_t lc; // 记录上次让出时的代码行号 (Local Continuation)
uint32_t timer; // 记录非阻塞延时的起始时间戳
} pt_t;
// 外部全局 1ms 系统节拍（需在 SysTick_Handler 中每 1ms 自增 1）
extern volatile uint32_t sys_tick_ms;
// ==================== Protothreads 核心调度宏 ====================
// 1. 初始化协程控制块
#define PT_INIT(pt) do { (pt)->lc = 0; (pt)->timer = 0; } while(0)
// 2. 协程函数体开始与结束标记
#define PT_BEGIN(pt) switch((pt)->lc) { case 0:
#define PT_END(pt) } (pt)->lc = 0; return 1
// 3. 主动让出 CPU（用于长耗时任务切片，下次调度从下一行继续）
#define PT_YIELD(pt) do { (pt)->lc = __LINE__; return 0; case __LINE__:; } while(0)
// 4. 条件等待（条件不满足时让出 CPU，满足时继续往下执行）
#define PT_WAIT_UNTIL(pt, c) do { (pt)->lc = __LINE__; case __LINE__: if(!(c)) return 0; } while(0)
// 5. 非阻塞延时（单位：ms，基于 uint32_t 无符号减法，完美支持 49.7 天溢出回绕）
#define PT_DELAY(pt, ms) do { \
(pt)->timer = sys_tick_ms; \
PT_WAIT_UNTIL((pt), (sys_tick_ms - (pt)->timer) >= (ms)); \
} while(0)
使用方法如下：
// ==================== 全局变量与协程句柄 ====================
volatile uint32_t sys_tick_ms = 0; // 1ms 系统节拍
static volatile uint8_t need_refresh_flag = 0; // 刷屏触发标志
static pt_t pt_lcd; // 协程1：LCD 分步刷屏
static pt_t pt_led; // 协程2：LED 闪烁
// 协程任务A：LCD 全屏分步刷屏
uint8_t Task_LCD_Refresh(pt_t *pt)
{
// 【关键规范】跨越 PT_YIELD 的循环变量必须加 static，禁止使用普通局部变量！
static uint16_t current_row = 0;
PT_BEGIN(pt);
while (1)
{
// 等待刷屏触发信号
PT_WAIT_UNTIL(pt, need_refresh_flag == 1);
// 将 240 行刷屏拆分为 240 个微切片
for (current_row = 0; current_row < 240; current_row++)
{
// 局部瞬时计算不跨越让出点，可安全使用普通局部变量
{
uint16_t line_bytes = 320 * 2;
(void)line_bytes;
LCD_Draw_One_Line(current_row);
}
// 每刷完 1 行主动让出 CPU，确保通信与看门狗任务即时响应
PT_YIELD(pt);
}
need_refresh_flag = 0;
}
PT_END(pt);
}
// 协程任务B：LED 周期闪烁（亮 200ms，灭 800ms）
uint8_t Task_LED_Blink(pt_t *pt)
{
PT_BEGIN(pt);
while (1)
{
LED_ON();
PT_DELAY(pt, 200); // 非阻塞延时 200ms
LED_OFF();
PT_DELAY(pt, 800); // 非阻塞延时 800ms
}
PT_END(pt);
}
int main(void)
{
Hardware_Init();
PT_INIT(&pt_lcd);
PT_INIT(&pt_led);
while (1)
{
// 混合调度：普通瞬时函数 + 无栈协程
Normal_Task_Watchdog();
Normal_Task_Comm();
Task_LCD_Refresh(&pt_lcd);
Task_LED_Blink(&pt_led);
}
}
Protothreads协程.rar
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