用VC編寫基于Windows的精確定時程序

2019-11-17 05:50:53

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供稿：網友

在工業生產控制系統中，有許多需要定時完成的操作，如定時顯示當前時間，定時刷新屏幕上的進度條，上位機定時向下位機發送命令和傳送數據等。非凡是在對控制性能要求較高的實時控制系統和數據采集系統中，就更需要精確定時操作。

　　眾所周知，Windows 是基于消息機制的系統，任何事件的執行都是通過發送和接收消息來完成的。這樣就帶來了一些問題，如一旦計算機的CPU被某個進程占用，或系統資源緊張時，發送到消息隊列中的消息就暫時被掛起，得不到實時處理。因此，不能簡單地通過Windows消息引發一個對定時要求嚴格的事件。另外，由于在Windows中已經封裝了計算機底層硬件的訪問，所以，要想通過直接利用訪問硬件來完成精確定時，也比較困難。所以在實際應用時，應針對具體定時精度的要求，采取相適應的定時方法。

　　VC中提供了很多關于時間操作的函數，利用它們控制程序能夠精確地完成定時和計時操作。本文具體介紹了 VC中基于Windows的精確定時的七種方式，如下圖所示：

圖一圖像描述

　　方式一：VC中的WM_TIMER消息映射能進行簡單的時間控制。首先調用函數SetTimer()設置定時間隔，如SetTimer(0,200,NULL)即為設置200ms的時間間隔。然后在應用程序中增加定時響應函數 OnTimer()，并在該函數中添加響應的處理語句，用來完成到達定時時間的操作。這種定時方法非常簡單，可以實現一定的定時功能，但其定時功能如同Sleep()函數的延時功能一樣，精度非常低，最小計時精度僅為30ms，CPU占用低，且定時器消息在多任務操作系統中的優先級很低，不能得到及時響應，往往不能滿足實時控制環境下的應用。只可以用來實現諸如位圖的動態顯示等對定時精度要求不高的情況。如示例工程中的Timer1。

　　方式二：VC中使用sleep()函數實現延時，它的單位是ms，如延時2秒，用sleep(2000)。精度非常低，最小計時精度僅為30ms，用sleep函數的不利處在于延時期間不能處理其他的消息，假如時間太長，就好象死機一樣，CPU占用率非常高，只能用于要求不高的延時程序中。如示例工程中的Timer2。

　　方式三：利用COleDateTime類和COleDateTimeSpan類結合WINDOWS的消息處理過程來實現秒級延時。如示例工程中的Timer3和Timer3_1。以下是實現2秒的延時代碼：

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

//以上四行是實現在延時或定時期間能處理其他的消息，
　　　　　　 //雖然這樣可以降低CPU的占有率，
//但降低了延時或定時精度，實際應用中可以去掉。
end_time = COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;
}//這樣在延時的時候我們也能夠處理其他的消息。

　　方式四：在精度要求較高的情況下，VC中可以利用GetTickCount()函數，該函數的返回值是 DWord型，表示以ms為單位的計算機啟動后經歷的時間間隔。精度比WM_TIMER消息映射高，在較短的定時中其計時誤差為15ms，在較長的定時中其計時誤差較低，假如定時時間太長，就好象死機一樣，CPU占用率非常高，只能用于要求不高的延時程序中。如示例工程中的Timer4和Timer4_1。下列代碼可以實現50ms的精確定時：

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

　　為使GetTickCount()函數在延時或定時期間能處理其他的消息，可以把代碼改為：

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

　　雖然這樣可以降低CPU的占有率，并在延時或定時期間也能處理其他的消息，但降低了延時或定時精度。

　　方式五：與GetTickCount()函數類似的多媒體定時器函數DWORD timeGetTime(void)，該函數定時精度為ms級，返回從Windows啟動開始經過的毫秒數。微軟公司在其多媒體Windows中提供了精確定時器的底層API持，利用多媒體定時器可以很精確地讀出系統的當前時間，并且能在非常精確的時間間隔內完成一個事件、函數或過程的調用。不同之處在于調用DWORD timeGetTime(void) 函數之前必須將 Winmm.lib 和 Mmsystem.h 添加到工程中，否則在編譯時提示DWORD timeGetTime(void)函數未定義。由于使用該函數是通過查詢的方式進行定時控制的，所以，應該建立定時循環來進行定時事件的控制。如示例工程中的Timer5和Timer5_1。

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