嵌入式軟件中定時與超時機制的實現策略

文中給出了兩種軟件定時機制的設計方案，其目標在于，讓各位嵌入式軟件工程師摒棄CPU阻塞等待延時的方式，使用硬件定時器作為時基，在其上面實現軟件定時器及時間到達后的回調函數。 這是兩種十分常用且實用的軟件定時方式，對良好的程序架構設計具有很好的借鑒作用。 以下是原文。

軟件超時機制

1、背景

在嵌入式軟件程序設計過程中中，經常會遇到超時（或定時）的處理情況，基本處理思想是在時間到的時候進行相關程序處理，下面介紹兩種超時（或定時）的程序設計方案。

2、方案一

基本思想：定時器中斷使用一個變量TICK，中斷間隔時間t，在準備定時開始時讀取此時刻的TICK，在程序運行過程中實時讀取當前的TICK信息并計算即可。

因此在時間計算時只需計算開始STARTTICK和結束ENDTICK即可完成時間計算。時間計算T=(ENDTICK-STARTTICK)*t；使用一個定時器中斷每t時間處理一次中斷，中斷里面時間計數值s_u32TCNT++，如下圖所示：

程序中定義一個結構體來保存超時開始和超時結束時間，結構體定義如下圖所示:

在需要做定時超時處理的地方實時的獲取當前s_u32TCNT并賦值給u32EndTimeTick，計算開始u32StartTimeTick和結束時u32EndTimeTick的時間差來判斷時間是否到來即可，程序設計示意代碼如下圖所示：

3、方案二

基本思想：定義回調函數和回調注冊函數，將定時/超時服務函數注冊回調，每一次定時器中斷執行一次回調，回調函數只需對計時時間TCNT做減1操作即可。

當TCNT為0時即定時/超時時間到，并置超時標志，應用程序只需判斷標志即可明確定時/超時時間是否到來；回調函數和回調注冊函數定義如下圖所示，多個超時/定時回調函數可注冊在回調函數數組中：

定時中斷函數中進行遍歷處理，定時中斷函數處理示意代碼如下圖所示：

4、對比總結

方案一優點在于中斷執行單元執行內容少，代碼操作容易理解，缺點是應用中實時的進行計算開始和結束TICK差值，代碼執行效率不高。

方案二優點在于將超時函數注冊在回調中即可，程序擴展性較好，不用做過多的數值計算，代碼執行效率相對較高，缺點是定時中斷中需要遍歷所有已注冊的對調，中斷執行內容相對較多。

STM32程序超時設計

在程序設計中，出現以下類似語句，是非常不可靠的，很有必要加入超時處理！

while(!I2C_CheckEvent(I2C1,?I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

以下在stm32的system_stm32f10x.c文件中，判斷外部晶振起振的程序?？梢詤⒖?，在以后的程序中借鑒。

#define?HSE_STARTUP_TIMEOUT???((uint16_t)0x0500)?/*!CR?&?RCC_CR_HSERDY;
????StartUpCounter++;??
}?while((HSEStatus?==?0)?&&?(StartUpCounter?!=?HSE_STARTUP_TIMEOUT));

I2C 讀寫EEPROM添加超時：

uint16_t?i?=?0x0fff;
while?((!I2C_CheckEvent(I2C1,?I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))&&i){i--;};

審核編輯：黃飛

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