這里先介紹下軟件定時器和硬件定時器的區(qū)別硬件定時器:
CPU內(nèi)部自帶的定時器模塊,通過初始化、配置可以實現(xiàn)定時,定時時間到以后就會執(zhí)行相應(yīng)的定時器中斷處理函數(shù)。硬件定時器一般都帶有其它功能,比如PWM輸出、輸入捕獲等等功能。但是缺點是硬件定時器數(shù)量少??!
軟件定時器:
軟件定時器允許設(shè)置一段時間,當(dāng)設(shè)置的時間到達(dá)之后就執(zhí)行指定的功能函數(shù),被定時器調(diào)用的這個功能函數(shù)叫做定時器的回調(diào)函數(shù)。回調(diào)函數(shù)的兩次執(zhí)行間隔叫做定時器的定時周期,簡而言之,當(dāng)定時器的定時周期到了以后就會執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。在FreeRTOS中有專門的軟件定時器功能,我們可以在MCU中簡單的是實現(xiàn)“軟件定時器”如下:void timer_1000ms(void){ printf("timer_1000ms\r\n");}/*systick_ms在硬件定時器中每1ms加1*/int main(void){ static timer_tick = 0; timer_tick = systick_ms; while() { if((systick_ms-timer_tick)>1000) { timer_tick = systick_ms; timer_1000ms(); } }}這就是簡單的軟件定時器,是的,這就是特別簡潔版本的軟件定時器。當(dāng)然它是有缺點的,比如systick_ms每1ms加1,所以軟件定時器的精度是ms為單位的,并且如果while(1)中有其他代碼阻塞,軟件定時器也會跟著阻塞的。這個簡單的軟件定時器畢竟很"簡陋",大家可以自行封裝豐富一下,或者參考已經(jīng)有的開源方案:MultiTimer,一款可無限擴(kuò)展的軟件定時器。MultiTimer 是一個軟件定時器擴(kuò)展模塊,可無限擴(kuò)展你所需的定時器任務(wù),取代傳統(tǒng)的標(biāo)志位判斷方式, 更優(yōu)雅更便捷地管理程序的時間觸發(fā)時序。開源地址:https://github.com/0x1abin/MultiTimer
MultiTimer的設(shè)計比較簡潔,只有2個文件,并且只有4個函數(shù),總共82行代碼,稍微花一點功夫就可以理解明白。
移植步驟
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配置系統(tǒng)時間基準(zhǔn)接口,安裝定時器驅(qū)動
uint64_t PlatformTicksGetFunc(void){ /* Platform implementation */}MultiTimerInstall(PlatformTicksGetFunc);
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實例化一個定時器對象
MultiTimer timer1;
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設(shè)置定時時間,超時回調(diào)處理函數(shù), 用戶上下指針,啟動定時器
int MultiTimerStart(&timer1, uint64_t timing, MultiTimerCallback_t callback, void* userData);
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在主循環(huán)調(diào)用定時器后臺處理函數(shù)
int main(int argc, char *argv[]){ ... while (1) { ... MultiTimerYield(); }}
具體就不做手把手教程如何移植了,在STM32F207移植好的工程開源地址:
開源地址:https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/23-Timer-MultiTimer
uint64_t PlatformTicksGetFunc(void){ /* Platform implementation */}MultiTimerInstall(PlatformTicksGetFunc);看一下MultiTimerInstall函數(shù)原型
typedef uint64_t (*PlatformTicksFunction_t)(void);static PlatformTicksFunction_t platformTicksFunction = NULL;int MultiTimerInstall(PlatformTicksFunction_t ticksFunc){ platformTicksFunction = ticksFunc; return 0;}這其實就是函數(shù)指針實現(xiàn)的回調(diào)函數(shù),具體詳解看之前的文章《回調(diào)函數(shù)》,其實就是給MultiTimer提供一個計數(shù)器。
for (; *nextTimer; nextTimer = &(*nextTimer)->next) { if (timer == *nextTimer) { *nextTimer = timer->next; /* remove from list */ break; }}
插入鏈表
for (nextTimer = &timerList;; nextTimer = &(*nextTimer)->next) { if (!*nextTimer) { timer->next = NULL; *nextTimer = timer; break; } if (timer->deadline < (*nextTimer)->deadline) { timer->next = *nextTimer; *nextTimer = timer; break; }}
遍歷鏈表
MultiTimer* entry = timerList;for (; entry; entry = entry->next) { /* Sorted list, just process with the front part. */ if (platformTicksFunction() < entry->deadline) { return (int)(entry->deadline - platformTicksFunction()); } /* remove expired timer from list */ timerList = entry->next; /* call callback */ if (entry->callback) { entry->callback(entry, entry->userData); }}這篇文章不會詳細(xì)講解鏈表的操作,不懂的同學(xué)可以看之前文章《鏈表在STM32中的應(yīng)用》。
當(dāng)然MultiTimer也是有缺點的,比如一個定時器是1000ms,另一個定時器是500ms,調(diào)度時就會沖突,也沒有定時器調(diào)度搶占,會隨著其他代碼的阻塞而阻塞。這種類似的問題不再詳述,大家使用的時候多測測就好。
看了上面的操作,如果我們不叫軟件定時器,叫它“任務(wù)”,是不是和FreeRTOS任務(wù)類似,感覺高端一些,甚至這篇文章標(biāo)題可以修改為《一篇文章教你實現(xiàn)操作系統(tǒng)》,開個歡笑,不做標(biāo)題黨。
有些項目實時性要求高,需要任務(wù)搶占,所以需要使用FreeRTOS這樣的操作系統(tǒng),但它資源占用比例過大,不利于項目開發(fā),在一般的小項目中也用不到RTOS的太多功能,使用上面的思路,你可以把每個任務(wù)設(shè)置不同的間隔時間周期性調(diào)用,如果有實時性要求很高的事件,就通過中斷處理。
當(dāng)然也可以使用開頭的粗糙方法
if((systick_ms-timer_tick)>1000){ timer_tick = systick_ms; timer_1000ms();}
這樣功能是可以實現(xiàn)的,但沒有模塊化,不利于代碼的維護(hù)。我們可以借鑒MultiTimer思路封裝一下軟件接口。
并且,如果你的項目中,任務(wù)的個數(shù)是固定不變的,可以將MultiTimer中的鏈表拿掉,直接使用全局變量就可以,如果有額外的時間模仿FreeRTOS實現(xiàn)一些信號量,對列等,這就是自己的OS(無搶占)啊。(當(dāng)然這屬于重復(fù)造輪子,但對一些公司來講,有適合自己業(yè)務(wù)的,最精簡的代碼框架是很有必要的)。
我簡單粗糙的實現(xiàn)了一個,有興趣的可以看一下