嵌入式軟件中定時(shí)與超時(shí)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)策略

文中給出了兩種軟件定時(shí)機(jī)制的設(shè)計(jì)方案，其目標(biāo)在于，讓各位嵌入式軟件工程師摒棄CPU阻塞等待延時(shí)的方式，使用硬件定時(shí)器作為時(shí)基，在其上面實(shí)現(xiàn)軟件定時(shí)器及時(shí)間到達(dá)后的回調(diào)函數(shù)。 這是兩種十分常用且實(shí)用的軟件定時(shí)方式，對(duì)良好的程序架構(gòu)設(shè)計(jì)具有很好的借鑒作用。 以下是原文。

軟件超時(shí)機(jī)制

1、背景

在嵌入式軟件程序設(shè)計(jì)過(guò)程中中，經(jīng)常會(huì)遇到超時(shí)（或定時(shí)）的處理情況，基本處理思想是在時(shí)間到的時(shí)候進(jìn)行相關(guān)程序處理，下面介紹兩種超時(shí)（或定時(shí)）的程序設(shè)計(jì)方案。

2、方案一

基本思想：定時(shí)器中斷使用一個(gè)變量TICK，中斷間隔時(shí)間t，在準(zhǔn)備定時(shí)開(kāi)始時(shí)讀取此時(shí)刻的TICK，在程序運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)讀取當(dāng)前的TICK信息并計(jì)算即可。

因此在時(shí)間計(jì)算時(shí)只需計(jì)算開(kāi)始STARTTICK和結(jié)束ENDTICK即可完成時(shí)間計(jì)算。時(shí)間計(jì)算T=(ENDTICK-STARTTICK)*t；使用一個(gè)定時(shí)器中斷每t時(shí)間處理一次中斷，中斷里面時(shí)間計(jì)數(shù)值s_u32TCNT++，如下圖所示：

程序中定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)保存超時(shí)開(kāi)始和超時(shí)結(jié)束時(shí)間，結(jié)構(gòu)體定義如下圖所示:

在需要做定時(shí)超時(shí)處理的地方實(shí)時(shí)的獲取當(dāng)前s_u32TCNT并賦值給u32EndTimeTick，計(jì)算開(kāi)始u32StartTimeTick和結(jié)束時(shí)u32EndTimeTick的時(shí)間差來(lái)判斷時(shí)間是否到來(lái)即可，程序設(shè)計(jì)示意代碼如下圖所示：

3、方案二

基本思想：定義回調(diào)函數(shù)和回調(diào)注冊(cè)函數(shù)，將定時(shí)/超時(shí)服務(wù)函數(shù)注冊(cè)回調(diào)，每一次定時(shí)器中斷執(zhí)行一次回調(diào)，回調(diào)函數(shù)只需對(duì)計(jì)時(shí)時(shí)間TCNT做減1操作即可。

當(dāng)TCNT為0時(shí)即定時(shí)/超時(shí)時(shí)間到，并置超時(shí)標(biāo)志，應(yīng)用程序只需判斷標(biāo)志即可明確定時(shí)/超時(shí)時(shí)間是否到來(lái)；回調(diào)函數(shù)和回調(diào)注冊(cè)函數(shù)定義如下圖所示，多個(gè)超時(shí)/定時(shí)回調(diào)函數(shù)可注冊(cè)在回調(diào)函數(shù)數(shù)組中：

定時(shí)中斷函數(shù)中進(jìn)行遍歷處理，定時(shí)中斷函數(shù)處理示意代碼如下圖所示：

4、對(duì)比總結(jié)

方案一優(yōu)點(diǎn)在于中斷執(zhí)行單元執(zhí)行內(nèi)容少，代碼操作容易理解，缺點(diǎn)是應(yīng)用中實(shí)時(shí)的進(jìn)行計(jì)算開(kāi)始和結(jié)束TICK差值，代碼執(zhí)行效率不高。

方案二優(yōu)點(diǎn)在于將超時(shí)函數(shù)注冊(cè)在回調(diào)中即可，程序擴(kuò)展性較好，不用做過(guò)多的數(shù)值計(jì)算，代碼執(zhí)行效率相對(duì)較高，缺點(diǎn)是定時(shí)中斷中需要遍歷所有已注冊(cè)的對(duì)調(diào)，中斷執(zhí)行內(nèi)容相對(duì)較多。

STM32程序超時(shí)設(shè)計(jì)

在程序設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)以下類(lèi)似語(yǔ)句，是非常不可靠的，很有必要加入超時(shí)處理！

while(!I2C_CheckEvent(I2C1,?I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

以下在stm32的system_stm32f10x.c文件中，判斷外部晶振起振的程序?？梢詤⒖迹谝院蟮某绦蛑薪梃b。

#define?HSE_STARTUP_TIMEOUT???((uint16_t)0x0500)?/*!CR?&?RCC_CR_HSERDY;
????StartUpCounter++;??
}?while((HSEStatus?==?0)?&&?(StartUpCounter?!=?HSE_STARTUP_TIMEOUT));

I2C 讀寫(xiě)EEPROM添加超時(shí)：

uint16_t?i?=?0x0fff;
while?((!I2C_CheckEvent(I2C1,?I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))&&i){i--;};

審核編輯：黃飛

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