基于VC++的定時(shí)器的使用與比較

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的發(fā)送常采用軟件定時(shí)器的方法來實(shí)現(xiàn)。在VC++6.0的環(huán)境下，分別采用WM_TIMER定時(shí)器，多媒體定時(shí)器以及通過利用系統(tǒng)計(jì)數(shù)器三種途徑，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的發(fā)送，比較其在實(shí)現(xiàn)方法，優(yōu)先級，定時(shí)精度以及穩(wěn)定性等方面的差別。通過比較得到：在多線程，多任務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送過程中或穩(wěn)定性較高，周期較短情況下，采用多媒體定時(shí)器可以獲得較高的定時(shí)精度，最小可達(dá)到1ms。

【關(guān)鍵詞】定時(shí)器 數(shù)據(jù)發(fā)送 穩(wěn)定性 定時(shí)精度

1 引言

通過相關(guān)的資料和在實(shí)際系統(tǒng)中的使用發(fā)現(xiàn)，在VC+ + 6. 0 環(huán)境下，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送采用不同的軟件定時(shí)器，在發(fā)送頻率較慢的情況下，不同定時(shí)器的定時(shí)精度差別不大，當(dāng)發(fā)送頻率變快，不同定時(shí)器的定時(shí)精度差別較大，尤其是在測控程序在完成多線程的任務(wù)時(shí)，這種差別會(huì)更加明顯。本文通過對3 種軟件定時(shí)器的實(shí)際使用的比較，研究和討論了WM_ TIMER ，多媒體定時(shí)器以及通過利用系統(tǒng)計(jì)數(shù)器這三 種實(shí)現(xiàn)定時(shí)的方法和定時(shí)精度的比較。

2 三種定時(shí)方法的比較

2.1 WM_ TIMER 定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)

WM_ TIMER 是由VC+ + 提供的一種比較常用的定時(shí)器，它是系統(tǒng)定時(shí)器。它的實(shí)現(xiàn)原理是采用Set Timer （） 函數(shù)進(jìn)行初始化，Kill Timer （ ） 函數(shù)關(guān)閉定時(shí)器，用戶定時(shí)向消息隊(duì)列發(fā)送并在WM_ TIMER 響應(yīng)函數(shù)中實(shí)現(xiàn)信號的

定時(shí)采集。Set Timer （） 函數(shù)的聲明如下：

UINT_PTR Set Timer （

UINI_PTR nIDEvent ，

UINT nElap se ，

Void （ CALLBACK * lpfnTimer ） HWND ， UINT ， UINT _

PTR ，DWORD）

） ；

WM_ TIMER消息1秒之內(nèi)最多可以打斷18.2次，也就是說最少可以55毫秒取一次數(shù)據(jù)，它是一個(gè)低優(yōu)先級的消息，當(dāng)消息隊(duì)列中有多個(gè)WM_ TIMER消息時(shí)，系統(tǒng)要進(jìn)行消息合并。在實(shí)際的應(yīng)用中需要一個(gè)WM_ TIMER消息進(jìn)行定時(shí)對對話框進(jìn)行刷屏，所以不能用另一個(gè)WM_ TIMER消息進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。

2.2 多媒體定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)

多媒體定時(shí)器是由Windows 系統(tǒng)提供的多媒體定時(shí)器資源。他的實(shí)現(xiàn)步驟是設(shè)置多媒體定時(shí)器參數(shù)，應(yīng)用程序可調(diào)用timeGetDevCaps （） 函數(shù)來確定定時(shí)器服務(wù)所支持的最小和最大精度；啟動(dòng)定時(shí)器，在事件中展開各種應(yīng)用，如數(shù)據(jù)采集等；刪除定時(shí)器釋放系統(tǒng)資源。常用的一些函數(shù)和表示意義如下：

timeBeginPeriod（ ） 設(shè)置最小定時(shí)器分辨率；

timeEndPeriod（ ） 清除上一個(gè)函數(shù)建立的最小定時(shí)器

分辨率；

timeSet Event （ ） 產(chǎn)生一個(gè)在指定時(shí)間周期內(nèi)執(zhí)行的

定時(shí)器時(shí)間；

timeKillEvent （ ） 刪除前面設(shè)定的定時(shí)器事件；

多媒體定時(shí)器的接口函數(shù)包含于mmsystem. dll 的動(dòng)態(tài)鏈接庫中，VC+ + 提供響應(yīng)的頭文件。多媒體定時(shí)器具體的實(shí)現(xiàn)方法是：

2.2.1 設(shè)置定時(shí)器分辨率：對定時(shí)器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置

MMRESUL T timeGetDevCaps （ lp TIMECAPS &ptc ，UINTcbtc）

調(diào)用timeGetDevCaps 函數(shù)來判斷定時(shí)器最大和最小的分辨率，然后調(diào)用timeBeginPeriod （UINTuPeriod） 來設(shè)定定時(shí)器的分辨率，參數(shù)UINTuPeriod 為定時(shí)器分辨率的值。

2.2.2 設(shè)定定時(shí)器的觸發(fā)事件

MMRESUL TtimeSet Event （UINT uDelay ，

/ / uDlelay ：采樣的事件間隔

UINT uResolution ，

/ / uResolution ：時(shí)間精度，缺省默認(rèn)為1 ms

L PTIMECALLBACK lp TimeProc ，

/ / lp TimeProc ：用戶定義的回調(diào)函數(shù)

DWORD dwUser ， UINT fuEvent） ；

/ / dwUser ：用戶提供的回調(diào)函數(shù)

/ / UINT fuEvent ：事件觸發(fā)方式，采用TIMEPERIODIC 為每隔一定時(shí)間觸發(fā)一次

2.2.3 聲明一個(gè)全局回調(diào)函數(shù)

void CALLBACK TimerCallBackProc （ UINT wTimer ID ，UINT mMsg ，DWORD dwUser ，DWORD dw1 ，DWORD dw2）

其中，wTimer ID 是定時(shí)器標(biāo)識；mMsg 保留； dwUser用戶使用參；dw1 ，dw2 保留。

2.2.4 自定義消息處理函數(shù)： 用來接受多媒體定時(shí)器的事件通知

多媒體定時(shí)器服務(wù)使應(yīng)用程序可以調(diào)度時(shí)間周期或一次中斷事件。它與消息序列傳遞WM—TIMER 消息的定時(shí)器服務(wù)不一樣。它提供硬件中斷服務(wù)；它不傳送任何消息，而是調(diào)用回調(diào)函數(shù)；定時(shí)器中斷服務(wù)提供了改善了的分辨率和精度（基于Intel 系統(tǒng)的精度是：最多16 毫秒，基于MIPS 系統(tǒng)的精度最多10 毫秒）。

2.3 利用系統(tǒng)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)

（1）利用系統(tǒng)計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)0.1ms的定時(shí)。在窗口初始化的函數(shù)OnInitDlg（）中寫如下程序：

#include window.h #include kernel132.libendprint

Typedef union _LARGE_INTEGER

{

Struct{

DWORD LowPart；

LONG HighPart；

}

LONG QuadPart；

} LARGE_INTEGER

測試

LARGE_INTEGER PT_litmp；

LONGLONG PT_QPart1， PT_QPart2；

Double PT_dfMinus， PT_dfFreq， PT_dfTim；

QueryPerformanceFrequency（&PT_litmp）；

PT_dfFreq=（double）PT_litmp.QuadPart；

QueryPerformanceCounter（&PT_litmp）；

PT_QPart1= PT_litmp.QuadPart；

for（i=0；i

QueryPerformanceCounter（&PT_litmp）；

PT_QPart2= PT_litmp.QuadPart；

PT_dfMinus=（double）（PT_QPart2-PT_QPart1）；

PT_dfTim= PT_dfMinus/ PT_dfFreq；

PT_dfTim*=1000；

PT_dfTim*=1000000；

（2）在窗口定時(shí)刷新函數(shù)OnTimer（）中

Sprintf（buf， "%5.2f"， PT_dfTim）；

m_us=buf；

（3）測試結(jié)果如下

當(dāng)計(jì)數(shù)值numble為1000時(shí)，得到的定時(shí)時(shí)間為0.00623ms；

當(dāng)計(jì)數(shù)值numble為10000時(shí)，得到的定時(shí)時(shí)間為0.057ms；

當(dāng)計(jì)數(shù)值numble為100000時(shí)，得到的定時(shí)時(shí)間為0. 57ms；

當(dāng)計(jì)數(shù)值numble為1000000時(shí)，得到的定時(shí)時(shí)間為5.84ms；

當(dāng)計(jì)數(shù)值numble為10000000時(shí)，得到的定時(shí)時(shí)間為57.03ms；

因?yàn)橛?jì)數(shù)值與時(shí)間值不是線形的比例關(guān)系，所以當(dāng)我們需要一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間，如2.5 ms時(shí)，一般很難確定numble值。

3 討論與結(jié)論

WM_ TIMER定時(shí)器在Windows中的最大缺點(diǎn)是計(jì)時(shí)器的最大分辨率是55ms，就是說應(yīng)用程序每秒最多能接收到18個(gè)消息。從系統(tǒng)響應(yīng)的優(yōu)先權(quán)來說，Windows 是一個(gè)消息驅(qū)動(dòng)的非搶先優(yōu)先式的多任務(wù)操作系統(tǒng)，消息隊(duì)列中總有大量的消息在等待處理；而WM_ TIMER是一個(gè)優(yōu)先級很低的消息，只有當(dāng)所有消息（除消息WM_ PAINT） 被處理后才能被響應(yīng)，而不能立即被系統(tǒng)響應(yīng)，并且當(dāng)消息隊(duì)列中有多個(gè)WM_ TIMER 消息時(shí)，系統(tǒng)要進(jìn)行消息合并，因此定時(shí)精度并不高。

從運(yùn)行基理來看，多媒體定時(shí)器提供的是硬件中斷服務(wù)，不傳送任何消息，優(yōu)先級很高多媒體定時(shí)器使用自己獨(dú)立的線程，調(diào)用回調(diào)函數(shù)，這種定時(shí)器的中斷服務(wù)可以提供基于Intel系統(tǒng)的精度最多為16ms，最小定時(shí)精度可達(dá)1ms。

利用系統(tǒng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行定時(shí)，雖然可以達(dá)到微秒級，但是因計(jì)數(shù)值與時(shí)間值不是線形的比例關(guān)系，所以當(dāng)我們需要一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間，如2.5ms，一般很難確定計(jì)數(shù)值。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

賈耀輝（1983-），男，2010年畢業(yè)于重慶大學(xué)，工程師，主要從事發(fā)射裝置隨動(dòng)控制技術(shù)研究工作。

作者單位

中國船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所 河南省鄭州市 450015