用VC编写基于Windows的精确定时程序

2019-11-17 05:50:53

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供稿：网友

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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