單片機(jī)嵌入式產(chǎn)生精確延時(shí)的一種方法
前段時(shí)間在編寫延時(shí)程序時(shí)遇到了個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器回繞的問(wèn)題，也就是計(jì)數(shù)器達(dá)到最大值后溢出，想找個(gè)簡(jiǎn)單的解決方案一直想不出來(lái),函數(shù)如下：
void Delay(Uint16 ms)
{
Uint16 currcnt;
currcnt = TCNT; //get current cnt register val
while(TCNT < currcnt+ms);
}
TCNT為硬件的寄存器值，在做單片機(jī)程序時(shí)，精確的延時(shí)很常用，也很方便，可以用一個(gè)定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)，上面為實(shí)現(xiàn)原理，但遇到一個(gè)問(wèn)題就是上面簡(jiǎn)單的
處理后有個(gè)計(jì)數(shù)器溢出回繞的問(wèn)題，利用變量可以解決但是感覺(jué)想找一個(gè)通用簡(jiǎn)單的方法一直沒(méi)找到，突然看到Linux內(nèi)核上關(guān)于時(shí)間比較的代碼，激動(dòng)呀，問(wèn)題的答案
有了，內(nèi)核的人還是很猛的，一句話搞定，我把小腦袋想破也沒(méi)想出來(lái)，呵呵。
在linux編程中，經(jīng)常使用jiffies作為時(shí)間的度量。通常都是使用unsigned long來(lái)保存jiffies的值，并用之比較時(shí)間的先后順序。
但是即使是unsigned long的位數(shù)已經(jīng)比較大了，jiffies仍然可能產(chǎn)生回繞問(wèn)題。
比如unsigned long a = jiffies; sleep(some time)。這時(shí)jiffies回繞了，然后unsigned long b = jiffies。
由于jiffies回繞，b本來(lái)是發(fā)生在a之后的事件，可是b的值卻小于a。
這種情況下，如果只是簡(jiǎn)單比較b>a來(lái)判斷b是否發(fā)生在a之后，無(wú)疑是錯(cuò)誤的。
Linux內(nèi)核為了解決jiffies的回繞問(wèn)題，提供了現(xiàn)成的宏，用于判斷時(shí)間的先后。今天就以time_after為例，看看它為什么可以應(yīng)對(duì)jiffies的回繞問(wèn)題。
/*
* These inlines deal with timer wrapping correctly. You are
* strongly encouraged to use them
* 1. Because people otherwise forget
* 2. Because if the timer wrap changes in future you won't have to
* alter your driver code.
*
* time_after(a,b) returns true if the time a is after time b.
*
* Do this with "<0" and ">=0" to only test the sign of the result. A
* good compiler would generate better code (and a really good compiler
* wouldn't care). Gcc is currently neither.
*/
#define time_after(a,b) \
(typecheck(unsigned long, a) && \
typecheck(unsigned long, b) && \
((long)(b) - (long)(a) < 0))
這個(gè)宏定義很簡(jiǎn)單，可以忽略typecheck，其就是用于檢查參數(shù)的類型是否正確。如這里就是用于判斷a和b是否為unsigned long類型。
最關(guān)鍵的就是((long)(b) - (long)(a) < 0)。
在理想的情況下，時(shí)間是可以不停增長(zhǎng)的，后來(lái)的時(shí)間值一定比前面的值大。所以b-a一定小于0。然后計(jì)算機(jī)的世界不是一個(gè)理想的世界，
所有的值都有其位數(shù)限制的。在32位平臺(tái)上，long的位數(shù)為32位。按照二進(jìn)制補(bǔ)碼的表示方式，從0到0x7fffffff的區(qū)間，值是逐漸遞增的。
從0x80000000到0xFFFFFFFF這個(gè)區(qū)間，值是逐漸縮小的。
這就有4中情況：
1. a和b都在0到0x7FFFFFFF之間：
a若在b之后發(fā)生，則a的值大于b。那么(long)b-(long)a<0。
2. a和b都在0x80000000到0xFFFFFFFF之間：
a若在b之后發(fā)生，b為較大的負(fù)數(shù)，a為較小的負(fù)數(shù)，那么(long)b-(long)a<0。
3. b在0到0x7FFFFFFF之間，而a在0x80000000到0xFFFFFFFF之間：
a為負(fù)數(shù)。b-a，相當(dāng)于b+(-a)。只要a與b之間的絕對(duì)差值小于或等于0x80000000，則b+(-a)仍然為負(fù)數(shù)。
4. b在0x80000000到0xFFFFFFFF之間，而a在0到0x7FFFFFFF之間：
b為負(fù)數(shù)，b-a等于b+(-a)。同樣在a與b之間的絕對(duì)差值小于或等于0x80000000，則b+(-a)仍然為負(fù)數(shù)。
總結(jié)這四種情況，在a與b的絕對(duì)值相差不到0x80000000時(shí)，這個(gè)宏是正確的。而在利用jiffies作為時(shí)間度量和比較單位時(shí)，時(shí)間差并不會(huì)太大。
所以這個(gè)time_after可以有效的避免jiffies回繞問(wèn)題。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-18
