如何使用C语言编写精确定时程序?

来源:互联网 发布:网络电视盒子刷机软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/08 00:48
Windows是基于消息机制的系统,任何事件的执行都是通过发送和接收消息来完成的。这样就带来了一些问题,如一旦计算机的CPU被某个进程占用,或系统资源紧张时,发送到消息队列中的消息就暂时被挂起,得不到实时处理。因此,不能简单地通过Windows消息引发一个对定时要求严格的事件。另外,由于在Windows中已经封装了计算机底层硬件的访问,所以,要想通过直接利用访问硬件来完成精确定时,也比较困难。所以在实际应用时,应针对具体定时精度的要求,采取相适应的定时方法。 

在精度要求较高的情况下,如要求误差不大于1ms时,可以利用GetTickCount()函数。该函数的返回值是DWORD型,表示以ms为单位的计算机启动后经历的时间间隔。下列的代码可以实现50ms的精确定时,其误差小于1ms。 

// 起始值和中止值
DWORD dwStart, dwStop ;
dwStop = GetTickCount(); 

while(TRUE) {
  // 上一次的中止值变成新的起始值
  dwStart = dwStop ;
  // 此处添加相应控制语句
 do
 {
    dwStop = GetTickCount() ;
  }while(dwStop - 50 < dwStart) ;


微软公司在其多媒体Windows中提供了精确定时器的底层API支持。利用多媒体定时器可以很精确地读出系统的当前时间,并且能在非常精确的时间间隔内完成一个事件、函数或过程的调用。利用多媒体定时器的基本功能,可以通过两种方法实现精确定时。 

  1.使用timeGetTime()函数 

  该函数定时精度为ms级,返回从Windows启动开始所经过的时间。由于使用该函数是通过查询的方式进行定时控制的,所以,应该建立定时循环来进行定时事件的控制。 

  2. 使用timeSetEvent()函数 

  利用该函数可以实现周期性的函数调用。函数的参数说明如下: 

 uDelay:延迟时间; 

  uResolution:时间精度,在Windows中缺省值为1ms; 

  lpFunction:回调函数,为用户自定义函数,定时调用; 

 dwUser:用户参数; 

 uFlags:标志参数; 

  TIME_ONESHOT:执行一次; 

  TIME_PERIODIC:周期性执行。 

  具体应用时,可以通过调用timeSetEvent()函数,将需要周期性执行的任务定义在lpFunction回调函数中(如:定时采样、控制等),从而完成所需处理的事件。需要注意的是:任务处理的时间不能大于周期间隔时间。另外,在定时器使用完毕后,应及时调用timeKillEvent()将之释放

对于精确度要求更高的定时操作,则应该使用QueryPerformanceFrequency()和QueryPerformanceCounter()函数。这两个函数是系统提供的精确时间函数,并要求计算机从硬件上支持精确定时器。QueryPerformanceFrequency()函数和QueryPerformanceCounter()函数的原型如下: 

  BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency); 

  BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpCount); 

数据类型LARGE_INTEGER既可以是一个8字节长的整型数,也可以是两个4字节长的整型数的联合结构,其具体用法根据编译器是否支持64位而定。

在进行定时之前,先调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率,然后在需要严格定时的事件发生之前和发生之后分别调用QueryPerformanceCounter()函数,利用两次获得的计数之差及时钟频率,计算出事件经历的精确时间。
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