软件定时器 UCOSII从V2.83版本以后,加入了软件定时器,这使得UCOSII的功能更加完善,在其上的应用程序开发与移植也更加方便。在实时操作系统中一个好的软件定时器实现要求有较高的精度、较小的处理器开销,且占用较少的存储器资源。 通过前面的学习,我们知道UCOSII通过OSTimTick函数对时钟节拍进行加1操作,同时遍历任务控制块,以判断任务延时是否到时。软件定时器同样由OSTimTick提供时钟,但是软件定时器的时钟还受OS_TMR_CFG_TICKS_PER_SEC设置的控制,也就是在UCOSII的时钟节拍上面再做了一次“分频”,软件定时器的最快时钟节拍就等于UCOSII的系统时钟节拍。这也决定了软件定时器的精度。 软件定时器定义了一个单独的计数器OSTmrTime,用于软件定时器的计时,UCOSII并不在OSTimTick中进行软件定时器的到时判断与处理,而是创建了一个高于应用程序中所有其他任务优先级的定时器管理任务OSTmr_Task,在这个任务中进行定时器的到时判断和处理。时钟节拍函数通过信号量给这个高优先级任务发信号。这种方法缩短了中断服务程序的执行时间,但也使得定时器到时处理函数的响应受到中断退出时恢复现场和任务切换的影响。软件定时器功能实现代码存放在tmr.c文件中,移植时需只需在os_cfg.h文件中使能定时器和设定定时器的相关参数。 UCOSII中软件定时器的实现方法是,将定时器按定时时间分组,使得每次时钟节拍到来时只对部分定时器进行比较操作,缩短了每次处理的时间。但这就需要动态地维护一个定时器组。定时器组的维护只是在每次定时器到时时才发生,而且定时器从组中移除和再插入操作不需要排序。这是一种比较高效的算法,减少了维护所需的操作时间。 UCOSII软件定时器实现了3类链表的维护: OS_EXTOS_TMR OSTmrTbl[OS_TMR_CFG_MAX]; //定时器控制块数组 OS_EXT OS_TMR *OSTmrFreeList; //空闲定时器控制块链表指针 OS_EXT OS_TMR_WHEELOSTmrWheelTbl[OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE];//定时器轮 其中OS_TMR为定时器控制块,定时器控制块是软件定时器管理的基本单元,包含软件定时器的名称、定时时间、在链表中的位置、使用状态、使用方式,以及到时回调函数及其参数等基本信息。 OSTmrTbl[OS_TMR_CFG_MAX];:以数组的形式静态分配定时器控制块所需的RAM空间,并存储所有已建立的定时器控制块,OS_TMR_CFG_MAX为最大软件定时器的个数。 OSTmrFreeLiSt:为空闲定时器控制块链表头指针。空闲态的定时器控制块(OS_TMR)中,OSTmrnext和OSTmrPrev两个指针分别指向空闲控制块的前一个和后一个,组织了空闲控制块双向链表。建立定时器时,从这个链表中搜索空闲定时器控制块。 OSTmrWheelTbl[OS_TMR_CFG_WHEEL_SIZE]:该数组的每个元素都是已开启定时器的一个分组,元素中记录了指向该分组中第一个定时器控制块的指针,以及定时器控制块的个数。运行态的定时器控制块(OS_TMR)中,OSTmrnext和OSTmrPrev两个指针同样也组织了所在分组中定时器控制块的双向链表。软件定时器管理所需的数据结构示意图如图60.1.5所示: |