μC/OSII中软件定时器的优缺点与改进

时间：03-21 来源：21ic 点击：

软件定时器创建函数OSTmrCreate

　　在创建函数OSTmrCreate的参数中加入优先级参数prio。调用创建函数时，对定时器控制块中的成员变量赋值，并给回调函数数组的相应单元赋值，形式如下：

　　OSTmrCallbackTbl [prio].OSTmrCallback = callback;

　　OSTmrCallbackTbl [prio].OSTmrCallbackArg = callback_arg;

　　OSTmrCallbackTbl [prio].OSTmr = ptmr;

　　2.2.2 对定时器任务OSTmr_Task的改进

　　当有定时器定时完成，把定时器优先级写入软件定时器就绪表中，并根据就绪表前后的值判断时候发送信号量OSTmrSemSignal，以激活回调函数任务。任务OSTmr_Task的流程如图1所示。

图1 OSTmr_Task的流程

　　把定时器优先级写入定时器就绪表的代码如下所示：

　　if （OSTmrTime == ptmr>OSTmrMatch） {

　　prio = ptmr>OSTmrPrio;

　　pfnct =OSTmrCall[prio].OSTmrCallback;

　　if （pfnct != （OS_TMR_CALLBACK）0） { /*加入定时器回调函数就绪表*/

　　OSTmrRdyGrp|= （INT8U）（1 《（INT8U）（prio 》 0x03））；

　　OSTmrRdyTbl[prio >> 0x03]|= （INT8U）（1 《（INT8U）（prio & 0x07））；

　　}

　　2.2.3 对定时器停止函数OSTmrStop（）的修改

　　函数OSTmrStop只需修改与回调函数执行相关的部分即可，例如，case OS_TMR_OPT_CALLBACK_ARG: 部分的代码如下：

　　case OS_TMR_OPT_CALLBACK_ARG:

　　prio = ptmr>OSTmrPrio;

　　pfnct = OSTmrCall[prio].OSTmrCallback;

　　if （pfnct != （OS_TMR_CALLBACK）0） {

　　……/*prio加入定时器就绪表*/

　　OSTmrCall[prio].OSTmrCallbackArg =（void *）callback_arg;

　　OSSemPost（OSTmrSemCallback）； /*发送回调函数执行信号量*/

　　}else {

　　*perr = OS_ERR_TMR_NO_CALLBACK;

　　}

　　而case OS_TMR_OPT_CALLBACK:部分的代码同上，只是回调函数的参数不需要重新赋值。

　　2.2.4 回调函数任务OSTmr_TaskCallback（）

　　在源文件tmr.c中加入回调函数任务OSTmr_TaskCallback（），根据定时器就绪表中的优先级执行相应回调函数，回调函数任务的结构如下所示：

　　static voidOSTmr_TaskCallback（void *p_arg） {……/*变量定义*/

　　for （；；）{//请求信号量OSTmrSemCallback

　　OSSemPend（OSTmrSemCallback, 0, &err）；

　　OSTmr_Lock（）；/*定时器上锁*/

　　while （OSTmrRdyGrp） {

　　……/*从定时器就绪表中得到最高优先级的定时器回调函数*/

　　……/*删除就绪表中的占有位*/

　　OSTmr_Unlock（）； /*定时器上锁*/

　　pfnct = OSTmrCall[prio].OSTmrCallback;

　　（*pfnct）（（void *）（OSTmrCall[prio].OSTmr），OSTmrCall[prio].OSTmrCallbackArg）； /*执行回调函数*/

　　OSTmr_Lock（）； /*定时器上锁*/

　　}

　　OSTmr_Unlock（）；/*定时器解锁*/

　　}

　　由以上代码可知，访问就绪表时定时器上锁，而执行回调函数时处于定时器解锁状态。如果回调函数执行时间较长，在下一个软件定时器节拍到来时，定时器扫描任务可以得到及时的执行，当前回调函数执行完成后，可以及时得执行就绪表中最高优先级定时器的回调函数。由此可以看出，高优先级定时器的回调函数得到及时执行，系统的实时性提高。

　　实验测试发现，在回调函数任务OSTmr_TaskCallback中，使用任务调度上锁与解锁比使用定时器上锁与解锁（即信号量的请求）执行速度快一些。毕竟回调函数任务的优先级很高（一般仅次于定时器扫描任务OSTmr_Task的优先级），所以使用任务调度锁定比定时器锁定要好一些。当然，还可以使用开关中断的方式对就绪表进行访问，可以根据实际情况选择使用哪种方式。

　　3 实验测试

　　本次实验使用软件开发环境IAR 5.30，以基于CortexM3内核的路虎LPC1768开发板作为硬件实验平台[6]，对实时操作系统μC/OSII 2.86进行改进。

　　对改进后的操作系统进行测试，在主函数中创建一个启动任务，在启动任务中创建4个周期定时器（系统中"时间轮"数设为4），赋予不同优先级与定时值，每个定时器控制一个LED的闪烁，启动这4个定时器。在启动函数中创建4个任务，每个任务也是控制一个LED灯的闪烁（利用任务延时），之后启动任务挂起。利用μC/OSII CSPY插件观察各定时器的运行情况，如图2所示。

图2 软件定时器运行界面

　　经实验测试，系统运行正常，定时器回调函数得到及时的执行，系统实时性得到很大的提高。

　　4 结语

　　软件定时器改进后，定时器任务的执行时间确定，仅与同时完成定时的定时器数目有关，对处于就绪表中的定时器回调函数按优先级执行，使高优先级定时器的回调函数得到及时的执行，提高了系统的实时性。

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