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人類最早使用的定時(shí)工具是沙漏或水漏，但在鐘表誕生發(fā)展成熟之后，人們開(kāi)始嘗試使用這種全新的計(jì)時(shí)工具來(lái)改進(jìn)定時(shí)器，達(dá)到準(zhǔn)確控制時(shí)間的目的。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

定時(shí)器是通信協(xié)議正常運(yùn)行的基本要素之一，主要用于各種定時(shí)和幀重傳的任務(wù)。通信協(xié)議在單片機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)所使用的定時(shí)器，定時(shí)精度要求不高，但數(shù)量要求比較大。由于硬件資源有限，不可能為每一個(gè)單獨(dú)任務(wù)分配一個(gè)硬件定時(shí)器，只能通過(guò)單個(gè)硬件定時(shí)器模擬多個(gè)軟件定時(shí)器的方法，來(lái)滿足協(xié)議中的定時(shí)應(yīng)用需要。

用一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將這些軟件定時(shí)器組織起來(lái)，并提供統(tǒng)一的調(diào)用接口，稱為“定時(shí)器管理"。定時(shí)器管理主要有2種實(shí)現(xiàn)方法：①靜態(tài)數(shù)組法。將定時(shí)器節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)在數(shù)組中。優(yōu)點(diǎn)是邏輯簡(jiǎn)單，占用ROM較少。但這種方案有明顯的缺點(diǎn)：當(dāng)硬件定時(shí)器中斷發(fā)生時(shí)，要對(duì)所有定時(shí)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行減法操作，時(shí)間開(kāi)銷很大，且時(shí)延不確定(與定時(shí)器數(shù)目相關(guān))。

②delta鏈表法。按照定時(shí)器的定時(shí)值升序排列，形成鏈表。后一個(gè)定時(shí)器的定時(shí)值是前面所有定時(shí)器的值加上本節(jié)點(diǎn)的值。這樣，在每次的時(shí)鐘中斷處理中，只需對(duì)第1個(gè)定時(shí)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行減法操作，大大減少了時(shí)間開(kāi)銷。但是，該方案邏輯復(fù)雜，ROM用量大，需要頻繁分配回收內(nèi)存，容易形成內(nèi)存碎片。

管理模塊定義

定時(shí)器管理模塊的設(shè)計(jì)基于靜態(tài)數(shù)組法。使用一個(gè)定時(shí)器節(jié)點(diǎn)數(shù)組來(lái)保存所有的定時(shí)請(qǐng)求，數(shù)組的每一項(xiàng)代表一個(gè)可用的定時(shí)器節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)定時(shí)器節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)狀態(tài)項(xiàng)，表示該定時(shí)器正處于空閑、使用或溢出狀態(tài)。定時(shí)器的定時(shí)值和定時(shí)器超時(shí)后要發(fā)送的消息也存儲(chǔ)在定時(shí)器節(jié)點(diǎn)中，從而實(shí)現(xiàn)用一個(gè)硬件定時(shí)器為用戶提供多個(gè)軟件定時(shí)器。

為了解決中斷處理時(shí)間開(kāi)銷大的問(wèn)題，在模塊中引入一個(gè)輔助定時(shí)器，輔助定時(shí)器的值總是等于所有定時(shí)器節(jié)點(diǎn)中的最小定時(shí)值。在硬件定時(shí)器中斷處理中，僅對(duì)輔助定時(shí)器進(jìn)行減法操作，從而大大縮短了中斷處理的時(shí)間。設(shè)計(jì)原理如圖1所示

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定時(shí)器的啟動(dòng)

啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，主要是將節(jié)點(diǎn)數(shù)組中一個(gè)空閑狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)置為使用狀態(tài)。如果這個(gè)新啟用的定時(shí)器，是所有定時(shí)器中定時(shí)值最小的，還要更新輔助定時(shí)器。函數(shù)以指向定時(shí)器消息的指針和定時(shí)值為參數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器流程如圖2所示。成功啟動(dòng)定時(shí)器后，返回該定時(shí)器節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)。

定時(shí)器的刪除

在目標(biāo)定時(shí)器到期之前，由于某種原因用戶可能會(huì)要求取消定時(shí)器。如重發(fā)定時(shí)器，用戶在發(fā)送數(shù)據(jù)幀后啟動(dòng)該定時(shí)器，并等待對(duì)方返回響應(yīng)幀。如果在定時(shí)時(shí)間結(jié)束時(shí)沒(méi)有收到響應(yīng)幀，用戶就需要重發(fā)原數(shù)據(jù)幀；如果在定時(shí)時(shí)間結(jié)束之前收到響應(yīng)幀，用戶就需要馬上取消該定時(shí)器，然后進(jìn)行下一次通信過(guò)程。

刪除定時(shí)器函數(shù)以定時(shí)器節(jié)點(diǎn)ID號(hào)作為輸入?yún)?shù)，將定時(shí)器節(jié)點(diǎn)設(shè)為空閑狀態(tài)，并根據(jù)需要更新輔助定時(shí)器，流程如圖3所示。

定時(shí)器的驅(qū)動(dòng)

軟件定時(shí)器的驅(qū)動(dòng)由硬件定時(shí)器提供。在硬件定時(shí)器中斷中，首先將輔助定時(shí)器的值減1。如果輔助定時(shí)器值為0，則表示定時(shí)值最小的定時(shí)器已經(jīng)超時(shí)，應(yīng)將對(duì)應(yīng)的消息發(fā)送給用戶任務(wù)，將節(jié)點(diǎn)置為空閑狀態(tài)，并重新計(jì)算其他節(jié)點(diǎn)的定時(shí)值，同時(shí)查找定時(shí)值最小的節(jié)點(diǎn)，更新輔助定時(shí)器。

定時(shí)器簡(jiǎn)介

定時(shí)器我們從名字上就能夠知道是一種計(jì)時(shí)裝置，出現(xiàn)是在1876年的英國(guó)外科醫(yī)生申請(qǐng) 中。在定時(shí)器沒(méi)有出現(xiàn)之前，大多是采用沙漏來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行確定。初始定時(shí)器出現(xiàn)的時(shí)候，主要是采用的機(jī)械鐘來(lái)帶動(dòng)開(kāi)關(guān)達(dá)到計(jì)時(shí)的目的。隨著科技的不斷發(fā)展，定時(shí)器也無(wú)需在加上發(fā)條，被廣泛的應(yīng)用在等軍事方面。

定時(shí)器分類

定時(shí)器的種類有著很多，通常我們會(huì)按照定時(shí)器輸入條件完成的動(dòng)作進(jìn)行分類。我們可以將其分為接通延時(shí)型定時(shí)器、斷開(kāi)延時(shí)型定時(shí)器、保持型接通延時(shí)定時(shí)器、脈沖型定時(shí)器和擴(kuò)張型脈沖定時(shí)器五種。

接通延時(shí)型定時(shí)器我們又可以叫做是SD型定時(shí)器，是定時(shí)器中最基本的一種類型；斷開(kāi)型定時(shí)器被稱為SF型定時(shí)器，輸入的條件被斷定為關(guān)的時(shí)候，就會(huì)斷開(kāi)形成延時(shí)的作用。第三種保持型接通延時(shí)定時(shí)器被稱為SS型定時(shí)器，與前面斷開(kāi)型定時(shí)器不同的是，保持型的輸入條件為開(kāi)的話起到的作用為鎖定功能。

脈沖型定時(shí)器也稱為SP型定時(shí)器，當(dāng)輸入條件為ON時(shí)立刻發(fā)生動(dòng)作，但動(dòng)作屬于脈沖型，僅能維持定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間；擴(kuò)張型脈沖定時(shí)器也稱為SE型定時(shí)器，其與脈沖型定時(shí)器相類似，不同之處僅在于輸入條件為ON時(shí)，即使在設(shè)定時(shí)間內(nèi)條件變?yōu)镺FF，動(dòng)作仍不停止，擴(kuò)張到設(shè)定時(shí)間為止。