外观
定时器底层机制揭秘
由于定时器模拟实现的一些机制,将导致我们在使用时容现某些低级错误。为了更好地理解这些错误,本小节介绍RT-Thread定时器的基本设计原理。
注:本小节只对其设计做比较简单的介绍,目的是更好地掌握API的使用。
定时器是如何被触发的?
与时间片轮转机制工作原理类似,RT-Thread定时器依赖系统时钟节拍(tick)中断 来触发执行。如下图所示:
当系统时钟节拍产生一次tick中断时,RT-Thread 会调用rt_tick_increase,tick 计数器加 1。
- 系统检查所有已启动的定时器。
- 若某定时器的超时时间已到:执行其绑定的回调函数(在中断上下文中)。
- 若是周期定时器,重置下次触发时间。
相关信息
定时器精度:由于定时器基于系统时钟节拍中断触发执行;因此,可知其精度受时钟节拍周期影响,即最小的定时时间为1个tick。
HARD_TIMER模式的定时器
默认情况下,创建的定时器会被加入到定时器队列_timer_list中,且该链表为按触发时间排序的链表。
static rt_list_t _timer_list[RT_TIMER_SKIP_LIST_LEVEL];
当我们调用rt_timer_start()启动定时器时,定时器将插入到该队列中。
这样一来,当定时中断发生时:RT-Thread检查各个定时器是否满足超时条件。若满足,调用其回调函数,并且将周期定时器重新插入链表。而如果是一性次的定时器,则会从该链表中移除。
SOFT_TIMER模式的定时器
此外,还有另外一种模式的定时器,SOFT_TIMER。要启用这种定时器,只需要在创建定时器时传递以下标志宏:
#define RT_TIMER_FLAG_SOFT_TIMER 0x4 /* 软件定时器 */
在RT-Thread内部,采用了专门的定时器任务来扫描这些定时器,并执行回调函数。
上述任务相关的配置宏如下:
#define RT_TIMER_THREAD_PRIO 4
#define RT_TIMER_THREAD_STACK_SIZE 512
示例:创建SOFT_TIMER模式的定时器
下面的代码演示了如何创建SOFT_TIMER模式的定时器。
#include <rtthread.h>
#include "base.h"
#include "rtconfig.h"
#include "rtdef.h"
rt_timer_t led_timer;
// 回调函数
static void led_timer_cb(void *parameter) {
RT_UNUSED(parameter);
led_toggle(LED0); // 切换LED 状态
static int count;
if (++count == 20) {
// 可以关闭
rt_timer_stop(led_timer);
}
}
struct rt_timer oneshort_timer;
static void oneshort_timer_cb (void * parameter) {
RT_UNUSED(parameter);
led_toggle(LED1);
// 可以重启
rt_timer_start(&oneshort_timer);
}
int main (void) {
hardware_init();
// 创建一个周期性定时器(1000ms)
led_timer = rt_timer_create("led_t",
led_timer_cb,
(void *)20,
rt_tick_from_millisecond(500), // RT_TICK_PER_SECOND,
RT_TIMER_FLAG_PERIODIC | RT_TIMER_FLAG_SOFT_TIMER);
if (led_timer != RT_NULL) {
rt_timer_start(led_timer); // 启动定时器
}
rt_timer_init(&oneshort_timer, "oneshort",
oneshort_timer_cb, RT_NULL, 3*RT_TICK_PER_SECOND, // 3秒
RT_TIMER_FLAG_ONE_SHOT | RT_TIMER_FLAG_SOFT_TIMER);
rt_timer_start(&oneshort_timer);
return 0;
}