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用VC编写基于Windows的精确定时程序

 2008-03-08 12:24:05 来源:WEB开发网   
核心提示:在工业生产控制系统中,有许多需要定时完成的操作,用VC编写基于Windows的精确定时程序,如定时显示当前时间,定时刷新屏幕上的进度条,所以,应该建立定时循环来进行定时事件的控制,上位 机定时向下位机发送命令和传送数据等,非凡是在对控制性能要求较高的实时控制系统和数据采集系统中
在工业生产控制系统中,有许多需要定时完成的操作,如定时显示当前时间,定时刷新屏幕上的进度条,上位 机定时向下位机发送命令和传送数据等。非凡是在对控制性能要求较高的实时控制系统和数据采集系统中,就更需要精确定时操作。

  众所周知,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。

  VC中提供了很多关于时间操作的函数,利用它们控制程序能够精确地完成定时和计时操作。本文具体介绍了 VC中基于Windows的精确定时的七种方式,如下图所示:


图一 图像描述

  方式一:VC中的WM_TIMER消息映射能进行简单的时间控制。首先调用函数SetTimer()设置定时 间隔,如SetTimer(0,200,NULL)即为设置200ms的时间间隔。然后在应用程序中增加定时响应函数 OnTimer(),并在该函数中添加响应的处理语句,用来完成到达定时时间的操作。这种定时方法非常 简单,可以实现一定的定时功能,但其定时功能如同Sleep()函数的延时功能一样,精度非常低,最小 计时精度仅为30ms,CPU占用低,且定时器消息在多任务操作系统中的优先级很低,不能得到及时响 应,往往不能满足实时控制环境下的应用。只可以用来实现诸如位图的动态显示等对定时精度要求不高的情况。如示例工程中的Timer1。

  方式二:VC中使用sleep()函数实现延时,它的单位是ms,如延时2秒,用sleep(2000)。精度非常 低,最小计时精度仅为30ms,用sleep函数的不利处在于延时期间不能处理其他的消息,假如时间太 长,就好象死机一样,CPU占用率非常高,只能用于要求不高的延时程序中。如示例工程中的Timer2。

  方式三:利用COleDateTime类和COleDateTimeSpan类结合WINDOWS的消息处理过程来实现秒级延时。如示例工程中的Timer3和Timer3_1。以下是实现2秒的延时代码:

COleDateTime start_time = COleDateTime::GetCurrentTime();
COleDateTimeSpan end_time= COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;
while(end_time.GetTotalSeconds()< 2) //实现延时2秒
{
MSG msg;
GetMessage(&msg,NULL,0,0);
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);

//以上四行是实现在延时或定时期间能处理其他的消息,
       //虽然这样可以降低CPU的占有率,
//但降低了延时或定时精度,实际应用中可以去掉。
end_time = COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;
}//这样在延时的时候我们也能够处理其他的消息。

  方式四:在精度要求较高的情况下,VC中可以利用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。精度比WM_TIMER消息映射高,在较 短的定时中其计时误差为15ms,在较长的定时中其计时误差较低,假如定时时间太长,就好象死机一样,CPU占用率非常高,只能用于要求不高的延时程序中。如示例工程中的Timer4和Timer4_1。下列代码可以实现50ms的精确定时:

DWORD dwStart = GetTickCount();
DWORD dwEnd = dwStart;
do
{
 dwEnd = GetTickCount()-dwStart;
}while(dwEnd <50);

  为使GetTickCount()函数在延时或定时期间能处理其他的消息,可以把代码改为:

DWORD dwStart = GetTickCount();
DWORD dwEnd = dwStart;
do
{
 MSG msg;
 GetMessage(&msg,NULL,0,0);
 TranslateMessage(&msg);
 DispatchMessage(&msg);
 dwEnd = GetTickCount()-dwStart;
}while(dwEnd <50);

  虽然这样可以降低CPU的占有率,并在延时或定时期间也能处理其他的消息,但降低了延时或定时精度。

  方式五:与GetTickCount()函数类似的多媒体定时器函数DWORD timeGetTime(void),该函数定时精 度为ms级,返回从Windows启动开始经过的毫秒数。微软公司在其多媒体Windows中提供了精确定时器的底 层API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。不同之处在于调用DWORD timeGetTime(void) 函数之前必须将 Winmm.lib 和 Mmsystem.h 添加到工程中,否则在编译时提示DWORD timeGetTime(void)函数未定义。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。如示例工程中的Timer5和Timer5_1。



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