VisualC实现微秒级精度定时器

《VisualC实现微秒级精度定时器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《VisualC实现微秒级精度定时器（7页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、Visual C+实现微秒级精度定时器ALULJ 在工产控制系统中， 有许多需要定时完成的操作， 女口：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。特别是在对控制性能要求较高的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，Win dows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

2、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。在实际应用时，应针对具体定时精度的要求，采取与之相适应的定时方法。本实例实现了一中微秒级的精确定时， 程序的界面提供了两个Edit编辑框，其中一个 编辑框输入用户理想的定时长度， 另外一个编辑框返回实际的时间长度， 经过大量的实验测 试，一般情况下误差不超过 5个微秒。程序的运行界面如图一所示：Iapot T f L-L-山fit* 盯， 二川 (图一、实现微秒级的精确定时器一、实现方法Visual C+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。Visaul C+中的WM_

3、TIME消息映射能进行简单的时间控制。首先调用函数 Se tTimer ()设置定时间隔(退出程序时别忘了调用和SetTimer ()配对使用的 KillTimer()函数)，女口 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 On Timer()，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，但其定时功能如同Sleep ()函数的延时功能一样，精度非常低，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。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

4、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，该函数原型如下：MMRESULT timeSetEvent(UINT uDelay , UINT uResolution , LPTIMECALLBACK IpTimeProc DWORD dwUser

5、 UINT fuEvent);该函数的参数说明如下：参数uDelay表示延迟时间；参数uResolution 表示时间精度，在Windows中缺省值为1ms; IpTimeProc表示回调函数，为用户自定义函数，定时调用； 参数dwUser表示用户提供的回调数据；参数fuEvent为定时器的事件类型，TIME_ONESHOT表示执行一次；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IpTimeProc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

6、外， 在定时器使用完毕后，应及时调用timeKillEve nt（）将之释放。下面这段代码的主要功能是设置两个时钟定时器，一个间隔是1ms, 个间隔是2s。每执行一次，把当前系统时钟值输入文件cure.out中，以比较该定时器的精确度。# define ONE_MILLI_SECOND 1 / 定义 1ms和 2s 时钟间隔，以 ms为单位；# define TWO_SECOND 2000# define TIMER_ACCURACY 1 /定义时钟分辨率，以 ms为单位UINT wTimerRes_1ms,wTimerRes_2s ； / 定义时间间隔UINT wAccuracy; / 定义

7、分辨率UINT TimerID_1ms,TimerID_2s; /定义定时器句柄/CCureApp:CCureApp():fout(cure.out, ios:out) /打开输出文件cure.out/给时间间隔变量赋值wTimerRes_1ms = ONE_MILLI_SECOND;wTimerRes_2s = TWO_SECOND;TIMECAPS tc;/利用函数timeGetDevCaps取出系统分辨率的取值范围，如果无错则继续；if(timeGetDevCaps( & tc,sizeof(TIMECAPS)=TIMERR_NOERROR)wAccuracy=min(max(tc.wP

8、eriodMin, /分辨率的值不能超出系统的取值范围TIMER_ACCURACY),tc.wPeriodMax);/调用timeBeginPeriod 函数设置定时器的分辨率timeBeginPeriod(wAccuracy);/设置定时器InitializeTimer();CCureApp:CCureApp()结束时钟删除两个定时器删除设置的分辨率fout 结束时钟fout + + ms:1ms:/加装1ms定时器void CCureApp:StartOneMilliSecondTimer()if(TimerlD_1ms = timeSetEvent(wTimerRes_1ms, wAcc

9、uracy ,(LPTIMECALBACK) OneMil liSecondProc, /回调函数；(DWORD)this, /用户传送到回调函数的数据；TIME_PERIODIC) = 0)/ 周期调用定时处理函数；AfxMessageBox(不能进行定时！ , MB_OK | MB_ICONASTERISK);elsefout 16ms 计 时: endl; / 不等于0表明加装成功，返回此定时器的句柄;在精度要求较高的情况下，如要求定时误差不大于1ms时，还可以利用 GetTickCou nt()函数返回自计算机启动后的时间，该函数的返回值是DWOR型，表示以 ms为单位的计算机启动后经

10、历的时间间隔。通过两次调用GetTickCou nt ()函数，然后控制它们的差值来取得定时效果下列的代码可以实现 50ms的精确定时，其误差是毫秒级的。/起始值和中止值DWORD dwStart, dwStop ; dwStop = GetTickCount();while (T RUE) /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dodwStop = GetTickCount();while(dwStop 50 dwStart);用上述两种方式取得的定时效果虽然在许多场合已经满足实际的要求，但由于它们的精度只有毫秒级的，而且在要求定时时间间隔

11、小时，实际定时误差大。对于精确度要求更高的定时操作，则应该使用QueryPerformanceFrequency()禾口 QueryPerformanceCounter ()函数。这两个函数是 Visual C+提供并且仅供 Windows 95及其后续版本使用，其精度与CPU的时钟频率有关，它们要求计算机从硬件上支持精确定时器。QueryPerforma nceFrequency()函数和 QueryPerformanceCounter()函数的原型如下：BOOL QueryPerformanceFrequency (LARGE_INTEGER * lpFrequency);BOOL Que

12、ryPerformanceCounter (LARGE_INTEGER * lpCount);上述两个函数的参数的数据类型 LARGE_INTEGE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。该类型的定义如下：typedef union _LARGE_INTEGERstructDWORD LowPart ; / 4 字节整型数LONG HighPart ; / 4字节整型数;LONG QuadPart ; / 8字节整型数 LARGE_INTEGER ;使用 QueryPerformanceFrequency()禾口 Quer

13、yPerformanceCounter()函数进行精确定时的步骤如下：1、 首先调用QueryPerformanceFrequency ()函数取得高精度运行计数器的频率f,单位是每秒多少次(n/s )，此数一般很大；2、 在需要定时的代码的两端分别调用QueryPerforma nceCou nter()以取得高精度运行计数器的数值 n1、n2,两次数值的差值通过f换算成时间间隔，t=(n2-n 1)/f，当t大于或等于定时时间长度时，启动定时器；、编程步骤1、 启动Visual C+6.0 ，生成一个基于对话框的应用程序，将程序命名为HightTimer；2、在对话框面板中添加控件，布局如

14、图一所示，其中包含两个静态文本框，两个编辑框和两个按纽。上面和下面位置的编辑框的ID分别为IDC_TEST和IDC_ACTUAL EXIT按纽的 ID 为 IDOK, TEST按纽 ID 为 ID_TEST;3、 通过Class Wizard 添加成员变量，两个编辑框控件分别对应为DWORD m_dwTes和 DWORD m_dwA，t另外添加TEST按纽的鼠标单击消息处理函数；4、添加代码，编译运行程序。三、程序代码/LARGE_INTEGER MySleep(LARGEN TEGER Interval)/功能：执行实际的延时功能，Interval参数为需要执行的延时与时间有关的数量，此函数

15、返回执/行后实际所用的时间有关的数量；LARGE_INTEGER privious, current, Elapse;QueryPerformanceCounter( &privious );current = privious;while( current.QuadPart - privious.QuadPart Interval.QuadPart )QueryPerformanceCounter( ¤t );Elapse.QuadPart = current.QuadPart - privious.QuadPart;return Elapse;void CHightTimerD

16、lg:OnTest()/ TODO: Add your control notification handler code hereUpdateData(TRUE); /取输入的测试时间值到与编辑框相关联的成员变量m_dwTest中；LARGE_INTEGER frequence;/取高精度运行计数器的频率，若硬件不支持则返回FALSEif(!QueryPerformanceFrequency( &frequence)MessageBox(Your computer hardware doesnt support the high-resolution performance counter,

17、Not Support, MBCONEXCLAMATION | MB_OK);LARGE_INTEGER test, ret;/通过频率换算微秒数到对应的数量(与CPU时钟有关)，1秒=1000000微秒；test.QuadPart = frequence.QuadPart * m_dwTest / 1000000;换算到微秒数;ret = MySleep( test ); /调用此函数开始延时，返回实际花销的数量m_dwAct = (DWORD)(1000000 * ret.QuadPart / frequence.QuadPart ); /UpdateData(FALSE); / 显示到对话框面板四、小结本实例介绍了实现精确定时的不同方法，尤其是对于需要精确到微秒级别的定时处理， 给出了实现的方法和代码，细心的读者朋友在运行程序的过程中可能会发现要求的定时长度 和实际返回的时间长度还是有一些差异的，造成上述情况的原因是由于在进行定时处理时， 还需要运行一些简单的循环代码，所以会产生微秒级的误差