標(biāo)題: 51單片機(jī)基于一個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)多個(gè)軟件定時(shí)器 [打印本頁(yè)]
作者: lw1997    時(shí)間: 2019-11-2 23:31
標(biāo)題: 51單片機(jī)基于一個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)多個(gè)軟件定時(shí)器
本帖最后由 lw1997 于 2019-11-2 23:33 編輯

軟件定時(shí)器是用程序模擬出來的定時(shí)器，可以由一個(gè)硬件定時(shí)器模擬出成千上萬個(gè)軟件定時(shí)器，這樣程序在需要使用較多定時(shí)器的時(shí)候就不會(huì)受限于硬件資源的不足，這是軟件定時(shí)器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即數(shù)量不受限制。但由于軟件定時(shí)器是通過程序?qū)崿F(xiàn)的，其運(yùn)行和維護(hù)都需要耗費(fèi)一定的CPU資源，同時(shí)精度也相對(duì)硬件定時(shí)器要差一些。在RTOS等操作系統(tǒng)中，都帶有軟件定時(shí)器，原理大同小異。典型的實(shí)現(xiàn)方法是：通過一個(gè)硬件定時(shí)器產(chǎn)生固定的時(shí)鐘節(jié)拍，每次硬件定時(shí)器中斷到，就對(duì)一個(gè)全局的時(shí)間標(biāo)記加一，每個(gè)軟件定時(shí)器都保存著到期時(shí)間，程序需要定期掃描所有運(yùn)行中的軟件定時(shí)器，將各個(gè)到期時(shí)間與全局時(shí)鐘標(biāo)記做比較，以判斷對(duì)應(yīng)軟件定時(shí)器是否到期，到期則執(zhí)行相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，并關(guān)閉該定時(shí)器
程序如下，通過一個(gè)硬件定時(shí)器產(chǎn)生固定的時(shí)鐘節(jié)拍，用4個(gè)LED演示效果：
  1. #include "reg51.h"
  2. //#include "STC89C5xRC.h"

  4. sbit LED1=P1^0;
  5. sbit LED2=P1^1;
  6. sbit LED3=P1^2;
  7. sbit LED4=P1^3;

  9. unsigned char softTimer_8s_flag = 0;        //8s定時(shí)器flag

  11. #define NULL        0

  13. #define SOFT_TIMER_MAX                4                //定時(shí)器個(gè)數(shù)

  15. //定義定時(shí)器ID
  16. #define ID_1S_LED_TASK                0
  17. #define ID_2S_LED_TASK                1
  18. #define ID_4S_LED_TASK                2
  19. #define ID_8S_LED_TASK                3

  21. typedef void (*pFun)(void);                //callback 函數(shù)指針類型

  23. typedef enum tmrMode {
  24.         MODE_ONE_SHOT = 0,       //單次模式
  25.         MODE_PERIODIC,           //周期模式
  26. } tmrMode;

  28. typedef enum tmrState {
  29.         SOFT_TIMER_STOPPED = 0,  //停止
  30.         SOFT_TIMER_RUNNING,      //運(yùn)行
  31.         SOFT_TIMER_TIMEOUT,      //超時(shí)
  32.         SOFT_TIMER_WAITING                 //等待
  33. } tmrState;

  35. typedef struct softTimer {
  36.         unsigned char state;           //狀態(tài)
  37.         unsigned char mode;            //模式
  38.         unsigned int  period;          //定時(shí)周期
  39.         unsigned int  count;                   //定時(shí)計(jì)數(shù)用
  40.         pFun callback;                                   //定時(shí)器回調(diào)函數(shù)
  41. } softTimer;

  43. //定時(shí)器結(jié)構(gòu)數(shù)組
  44. softTimer softTimerList[SOFT_TIMER_MAX] = {0};

  46. //設(shè)定定時(shí)器
  47. void softTimer_Creat(unsigned char id,tmrMode mode,unsigned int interval,pFun cb)
  48. {
  49.         softTimerList[id].mode = mode;
  50.         softTimerList[id].period = interval;
  51.         softTimerList[id].count = 0;
  52.         softTimerList[id].callback = cb;
  53.         softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_STOPPED;
  54. }

  56. //打開定時(shí)器
  57. void softTimer_Start(unsigned int id)
  58. {
  59.         softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_RUNNING;
  60. }

  62. //停止定時(shí)器
  63. void softTimer_Stop(unsigned int id)
  64. {
  65.         softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_STOPPED;
  66. }

  68. //清除定時(shí)器狀態(tài)（用于執(zhí)行事件后手動(dòng)清除定時(shí)器狀態(tài)）
  69. void softTimer_Clr(unsigned int id)
  70. {
  71.         if(softTimerList[id].mode == MODE_ONE_SHOT){
  72.                 softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_STOPPED;
  73.         }else{
  74.                 softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_RUNNING;
  75.         }
  76. }

  78. //獲取定時(shí)器狀態(tài)
  79. unsigned char softTimer_GetState(unsigned int id)
  80. {
  81.         return softTimerList[id].state;
  82. }

  84. void softTimer_Update(void)        //更新定時(shí)器狀態(tài)，在硬件定時(shí)器中1ms調(diào)用一次
  85. {
  86.         unsigned char id;
  87.         for(id = 0 ;id <= SOFT_TIMER_MAX ; id++ ){
  88.                 switch (softTimerList[id].state){
  89.                         case SOFT_TIMER_STOPPED:
  90.                                 break;
  91.                         case SOFT_TIMER_RUNNING:
  92.                                 if(softTimerList[id].count < softTimerList[id].period){
  93.                                         softTimerList[id].count ++;
  94.                                 }else{
  95.                                         softTimerList[id].count = 0;
  96.                                         softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_TIMEOUT;
  97.                                         softTimerList[id].callback();
  98.                                 }
  99.                                 break;
  100.                         case SOFT_TIMER_TIMEOUT:
  101.                                 if(softTimerList[id].mode == MODE_ONE_SHOT) {
  102.                                   softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_STOPPED;
  103.                                 } else {
  104.                                   softTimerList[id].count ++;
  105.                                   softTimerList[id].state = SOFT_TIMER_RUNNING;
  106.                                 }
  107.                                 break;
  108.                         default:        //state error
  109.                           break;
  110.                 }
  111.         }
  112. }

  114. void Timer0Init(void)                //1毫秒@12.000MHz
  115. {
  116.         TMOD = 0x00;                //設(shè)置定時(shí)器模式
  117.         TL0 = 0xC0;                        //設(shè)置定時(shí)初值
  118.         TH0 = 0xE0;                        //設(shè)置定時(shí)初值
  119.         EA = 1;
  120.         ET0 = 1;
  121.         TR0 = 1;               
  122. }

  124. void Interrupt() interrupt 1
  125. {
  126.         TL0 = 0xC0;                //重載定時(shí)初值
  127.         TH0 = 0xE0;                //重載定時(shí)初值
  128.         
  129.         softTimer_Update();        //1ms更新一次softTimer
  130. }

  132. void Delayms(unsigned int ms)                //@12.000MHz
  133. {
  134.         unsigned char i, j;
  135.         while(--ms) {
  136.                 i = 2;
  137.                 j = 239;
  138.                 do {
  139.                         while (--j);
  140.                 } while (--i);
  141.         }
  142. }

  144. void softTimer_1s_cb(void)
  145. {
  146.         LED1 = ~LED1;
  147. }

  149. void softTimer_2s_cb(void)
  150. {
  151.         LED2 = ~LED2;
  152. }

  154. void softTimer_4s_cb(void)
  155. {
  156.         LED3 = ~LED3;
  157. }

  159. void softTimer_8s_cb(void)
  160. {
  161.         softTimer_8s_flag = 1;
  162. }

  164. void main()        //主函數(shù)
  165. {
  166.         LED1=0;LED2=0;LED3=0;LED4=0;
  167.         
  168.         //配置相應(yīng)定時(shí)器
  169.         softTimer_Creat(ID_1S_LED_TASK,MODE_PERIODIC,1000,softTimer_1s_cb);
  170.         softTimer_Creat(ID_2S_LED_TASK,MODE_PERIODIC,2000,softTimer_2s_cb);
  171.         softTimer_Creat(ID_4S_LED_TASK,MODE_ONE_SHOT,4000,softTimer_4s_cb);
  172.         softTimer_Creat(ID_8S_LED_TASK,MODE_PERIODIC,8000,softTimer_8s_cb);
  173.         
  174.         //打開相應(yīng)定時(shí)器
  175.         softTimer_Start(ID_1S_LED_TASK);
  176.         softTimer_Start(ID_2S_LED_TASK);
  177.         softTimer_Start(ID_4S_LED_TASK);
  178.         softTimer_Start(ID_8S_LED_TASK);
  179.         
  180.         Timer0Init();//初始化定時(shí)器0
  181.         while(1) {
  182.                
  183.                 //盡量少用延時(shí)，如果事件處理耗時(shí)較長(zhǎng)，應(yīng)在main中執(zhí)行
  184.                 if(softTimer_8s_flag == 1)
  185.                 {
  186.                         LED4=~LED4;
  187.                         Delayms(200);//模擬耗時(shí)事件
  188.                         softTimer_8s_flag = 0;
  189.                 }        
  190.         }
  191. }
復(fù)制代碼


程序及仿真： 51單片機(jī)軟件定時(shí)器測(cè)試.7z (48.06 KB, 下載次數(shù): 109)


作者: wulingqing    時(shí)間: 2019-11-3 11:17
這種想法好，謝謝樓主
作者: 1481714970    時(shí)間: 2019-11-3 20:29
想法很好，學(xué)到了學(xué)到了
作者: jifengjianwu    時(shí)間: 2020-1-10 07:07
謝謝樓主分享，學(xué)習(xí)了。
作者: hello1994    時(shí)間: 2020-1-22 11:30
怎么中定時(shí)器中斷中調(diào)用定時(shí)器更新函數(shù)，這樣會(huì)導(dǎo)致定時(shí)不準(zhǔn)確。為什么不在主函數(shù)中調(diào)用？在定時(shí)器就是只更新計(jì)時(shí)變量。
作者: hello1994    時(shí)間: 2020-1-22 11:36
如果采用在硬件定時(shí)器中斷中變量計(jì)數(shù)的這種形式，需要添加防止計(jì)時(shí)變量溢出措施。如：變量自動(dòng)清零同時(shí)校驗(yàn)延時(shí)時(shí)間是否超出定時(shí)范圍
作者: 13534702358    時(shí)間: 2020-3-21 11:14
好厲害的樣子！有點(diǎn)復(fù)雜了 看不是很懂
作者: wjd801008    時(shí)間: 2020-10-27 08:54
謝謝分享，樓主辛苦了！
作者: q651881054    時(shí)間: 2022-1-7 08:30
經(jīng)過壓力測(cè)試了么？



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