系統節拍與軟件定時器-嵌入式微系統連載之八
發布時間：2016-3-1 09:31
發布者：designapp
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系統節拍是非常重要的一個設備，在早期的MCU51和ARM7芯片中，沒有專門的系統節拍，往往由一路硬件定時器來實現其功能，到了Cortex系列，ARM提供了Systick硬件定時器專門用于系統節拍，可見現在的編程對系統節拍的依賴性。 系統節拍的概念比較早的出現在OS中，產生固定間隔的重復中斷，用于任務的超時等待或者任務延時多少個節拍周期用。在前后臺系統中，也引入了系統節拍，比如msOS-Mcu51版本很早就引入了系統節拍，實現按鍵掃描、虛擬定時器等功能。此外還有一種基于時間片編程的架構，直接采用系統節拍來處理一些對時間精度要求比較高的需求。常用時間間隔是5mS或者10mS，也就是說每秒鐘200次或者100次節拍。隨著處理器速度的提高，尤其是在一些控制要求高的地方，可以采用1mS，msOS甚至采用了0.1mS的高頻率系統節拍。這個具體的時間間隔跟項目需求有關，可以根據自己的項目靈活配置，但在滿足需求的情況下，不建議設置的太高，否則影響處理器效率。 msOS中的很多設備，都需要基于系統節拍來運行，比如按鍵、軟件定時器。這些設備不需要太高的系統時鐘，按鍵只需要每秒鐘100次，軟件定時器需要每秒鐘1000次節拍，但msOS因為面向時間精度要求比較高的行業，所以默認的系統節拍時間間隔設置的很短，達到0.1ms，也就是說一秒鐘一萬次節拍。所以需要對系統節拍進行分頻處理，但因為系統節拍真實的間隔是0.1ms，以STM32工作在72MHz為例，這么短的時間最多只能執行7200個CPU指令，為了防止各個低速設備都擠在同一個系統節拍內運行，超過7200個指令，所以在分頻的時候，不要把所有的設備都放在同一個節拍里面，需要把各個設備分散到各個節拍中運行。 Device_systick.c是系統節拍設備，它除了分散節拍直接調用固定的運行在其上的設備外，還提供了注冊機制給上層應用程序提供系統節拍，具體如下： 定時器是一個項目中經常用到的設備，比如動畫設計、鬧鐘、定時工作、超時處理等。然而一個處理器往往自帶的硬件定時器是非常有限的，并且功能也比較有限，不能靈活應用，所以需要通過系統節拍虛擬出多路軟件定時器。 軟件定時器主要定時器服務、啟動、停止三個函數組成，默認支持8個軟件定時器，以下面代碼為例加以說明。 FunctionCallback為定時器超時后的回調執行函數，是軟件定時器初始化的第三個參數，超時時間到就執行這個函數，第二個參數1000為超時的時間，單位是軟件定時器的系統時鐘，msOS采用的是1mS，1000也就是一秒鐘。第一個參數為回調函數執行的位置，TimerMessageHandle表示在業務邏輯中執行，適合處理代碼量大的，處理時間長的函數。TimerSystickHandle表示在系統節拍中直接處理，系統節拍內一般適合代碼量少的，處理時間短的函數。軟件定時器功能非常有用，它的結構也非常簡單，用戶看懂之后可以任意擴展其功能完成自己特殊的用途。 |
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