1、I第 5 章 时间管理 .15.0 任务延时函数，OSTimeDly() .15.1 按时分秒延时函数 OSTimeDlyHMSM().35.2 让处在延时期的任务结束延时，OSTimeDlyResume() .55.3 系统时间，OSTimeGet() 和 OSTimeSet() .65-1第 5 章 时间管理在 3.10 节时钟节拍中曾提到，C/OS-(其它内核也一样)要求用户提供定时中断来实现延时与超时控制等功能。这个定时中断叫做时钟节拍，它应该每秒发生 10至 100次。时钟节拍的实际频率是由用户的应用程序决定的。时钟节拍的频率越高，系统的负荷就越重。3.10 节讨论了时钟的中断服务子
2、程序和节时钟节函数 OSTimeTick该函数用于通知 C/OS-发生了时钟节拍中断。本章主要讲述五个与时钟节拍有关的系统服务： OSTimeDly() OSTimeDlyHMSM() OSTimeDlyResume() OSTimeGet() OSTimeSet()本章所提到的函数可以在 OS_TIME.C文件中找到。5.0 任务延时函数，OSTimeDly()C/OS-提供了这样一个系统服务：申请该服务的任务可以延时一段时间，这段时间的长短是用时钟节拍的数目来确定的。实现这个系统服务的函数叫做 OSTimeDly()。调用该函数会使 C/OS-进行一次任务调度，并且执行下一个优先级最高的就
3、绪态任务。任务调用 OSTimeDly()后，一旦规定的时间期满或者有其它的任务通过调用 OSTimeDlyResume()取消了延时，它就会马上进入就绪状态。注意，只有当该任务在所有就绪任务中具有最高的优先级时，它才会立即运行。程序清单 L5.1所示的是任务延时函数 OSTimeDly()的代码。用户的应用程序是通过提供延时的时钟节拍数一个 1 到 65535之间的数，来调用该函数的。如果用户指定 0值L5.1(1)，则表明用户不想延时任务，函数会立即返回到调用者。非 0值会使得任务延时函数 OSTimeDly()将当前任务从就绪表中移除L5.1(2)。接着，这个延时节拍数会被保存在当前任务
4、的 OS_TCB中L5.1(3)，并且通过 OSTimeTick()每隔一个时钟节拍就减少一个延时节拍数。最后，既然任务已经不再处于就绪状态，任务调度程序会执行下一个优先级最高的就绪任务。程序清单 L 5.1 OSTimeDly().void OSTimeDly (INT16U ticks)if (ticks 0) (1)OS_ENTER_CRITICAL();if (OSRdyTblOSTCBCur-OSTCBY OSTCBCur-OSTCBDly = ticks; (3)OS_EXIT_CRITICAL();OSSched(); (4)清楚地认识 0到一个节拍之间的延时过程是非常重要的。换
5、句话说，如果用户只想延时一个时钟节拍，而实际上是在 0到一个节拍之间结束延时。即使用户的处理器的负荷不是很重，这种情况依然是存在的。图 F5.1详细说明了整个过程。系统每隔 10ms发生一次时钟节拍中断F5.1(1)。假如用户没有执行其它的中断并且此时的中断是开着的，时钟节拍中断服务就会发生F5.1(2)。也许用户有好几个高优先级的任务(HPT)在等待延时期满，它们会接着执行F5.1(3)。接下来，图 5.1中所示的低优先级任务(LPT)会得到执行的机会，该任务在执行完后马上调用F5.1(4)所示的 OSTimeDly(1)。C/OS-会使该任务处于休眠状态直至下一个节拍的到来。当下一个节拍到
6、来后，时钟节拍中断服务子程序会执行F5.1(5)，但是这一次由于没有高优先级的任务被执行，C/OS-会立即执行申请延时一个时钟节拍的任务F5.1(6)。正如用户所看到的，该任务实际的延时少于一个节拍！在负荷很重的系统中，任务甚至有可能会在时钟中断即将发生时调用 OSTimeDly(1)，在这种情况下，任务几乎就没有得到任何延时，因为任务马上又被重新调度了。如果用户的应用程序至少得延时一个节拍，必须要调用 OSTimeDly(2)，指定延时两个节拍！Figure 5.1 Delay resolution.5-35.1 按时分秒延时函数 OSTimeDlyHMSM()OSTimeDly()虽然是一
7、个非常有用的函数，但用户的应用程序需要知道延时时间对应的时钟节拍的数目。用户可以使用定义全局常数 OS_TICKS_PER_SEC(参看 OS_CFG.H)的方法将时间转换成时钟段，但这种方法有时显得比较愚笨。笔者增加了 OSTimeDlyHMSM()函数后，用户就可以按小时(H)、分(M)、秒(S)和毫秒(m)来定义时间了，这样会显得更自然些。与OSTimeDly()一样，调用 OSTimeDlyHMSM()函数也会使 C/OS-进行一次任务调度，并且执行下一个优先级最高的就绪态任务。任务调用 OSTimeDlyHMSM()后，一旦规定的时间期满或者有其它的任务通过调用 OSTimeDlyR
8、esume()取消了延时(参看 5.02,恢复延时的任务OSTimeDlyResume()，它就会马上处于就绪态。同样，只有当该任务在所有就绪态任务中具有最高的优先级时，它才会立即运行。程序清单 L5.2所示的是 OSTimeDlyHMSM()的代码。从中可以看出，应用程序是通过用小时、分、秒和毫秒指定延时来调用该函数的。在实际应用中，用户应避免使任务延时过长的时间，因为从任务中获得一些反馈行为(如减少计数器，清除 LED等等)经常是很不错的事。但是，如果用户确实需要延时长时间的话，C/OS-可以将任务延时长达 256个小时(接近 11天)。OSTimeDlyHMSM()一开始先要检验用户是否
9、为参数定义了有效的值L5.2(1)。与OSTimeDly()一样，即使用户没有定义延时，OSTimeDlyHMSM()也是存在的L5.2(9)。因为C/OS-只知道节拍，所以节拍总数是从指定的时间中计算出来的L5.2(3)。很明显，程序清单 L5.2中的程序并不是十分有效的。笔者只是用这种方法告诉大家一个公式，这样用户就可以知道怎样计算总的节拍数了。真正有意义的只是OS_TICKS_PER_SEC。L5.2(3)决定了最接近需要延迟的时间的时钟节拍总数。500/OS_TICKS_PER_SECOND的值基本上与 0.5个节拍对应的毫秒数相同。例如，若将时钟频率(OS_TICKS_PER_SEC
10、)设置成 100Hz(10ms)，4ms 的延时不会产生任何延时！而 5ms的延时就等于延时 10ms。C/OS-支持的延时最长为 65,535个节拍。要想支持更长时间的延时，如 L5.2(2)所示，OSTimeDlyHMSM()确定了用户想延时多少次超过 65,535个节拍的数目L5.2(4)和剩下的节拍数L5.2(5)。例如，若 OS_TICKS_PER_SEC的值为 100，用户想延时 15分钟，则OSTimeDlyHMSM()会延时 15x60x100=90,000个时钟。这个延时会被分割成两次 32,768个节拍的延时(因为用户只能延时 65,535个节拍而不是 65536个节拍)和
11、一次 24,464个节拍的延时。在这种情况下，OSTimeDlyHMSM()首先考虑剩下的节拍，然后是超过 65,535的节拍数L5.2(7)和(8)(即两个 32,768个节拍延时)。程序清单 L 5.2 OSTimeDlyHMSM().INT8U OSTimeDlyHMSM (INT8U hours, INT8U minutes, INT8U seconds, INT16U milli)INT32U ticks;INT16U loops;5-4if (hours 0 | minutes 0 | seconds 0 | milli 0) (1)if (minutes 59) return (
12、OS_TIME_INVALID_MINUTES);if (seconds 59) return (OS_TIME_INVALID_SECONDS);If (milli 999) return (OS_TIME_INVALID_MILLI); ticks = (INT32U)hours * 3600L * OS_TICKS_PER_SEC (2)+ (INT32U)minutes * 60L * OS_TICKS_PER_SEC+ (INT32U)seconds * OS_TICKS_PER_SEC+ OS_TICKS_PER_SEC * (INT32U)milli+ 500L/OS_TICKS
13、_PER_SEC) / 1000L; (3)loops = ticks / 65536L; (4)ticks = ticks % 65536L; (5)OSTimeDly(ticks); (6)while (loops 0) (7)OSTimeDly(32768); (8)OSTimeDly(32768);loops-;return (OS_NO_ERR); else return (OS_TIME_ZERO_DLY); (9)由于 OSTimeDlyHMSM()的具体实现方法，用户不能结束延时调用 OSTimeDlyHMSM()要求延时超过 65535个节拍的任务。换句话说，如果时钟节拍的频
14、率是 100Hz，用户不能让调用 OSTimeDlyHMSM(0，10，55，350)或更长延迟时间的任务结束延时。5.2 让处在延时期的任务结束延时，OSTimeDlyResume()C/OS-允许用户结束延时正处于延时期的任务。延时的任务可以不等待延时期满，而是通过其它任务取消延时来使自己处于就绪态。这可以通过调用 OSTimeDlyResume()和5-5指定要恢复的任务的优先级来完成。实际上，OSTimeDlyResume()也可以唤醒正在等待事件(参看第六章任务间的通讯和同步)的任务，虽然这一点并没有提到过。在这种情况下，等待事件发生的任务会考虑是否终止等待事件。OSTimeDlyR
15、esume()的代码如程序清单 L5.3所示，它首先要确保指定的任务优先级有效 L5.3(1)。接着，OSTimeDlyResume()要确认要结束延时的任务是确实存在的L5.3(2)。如果任务存在，OSTimeDlyResume()会检验任务是否在等待延时期满L5.3(3)。只要OS_TCB域中的 OSTCBDly包含非 0值就表明任务正在等待延时期满，因为任务调用了OSTimeDly()，OSTimeDlyHMSM()或其它在第六章中所描述的 PEND函数。然后延时就可以通过强制命令 OSTCBDly为 0来取消L5.3(4)。延时的任务有可能已被挂起了，这样的话，任务只有在没有被挂起的情
16、况下才能处于就绪状态L5.3(5)。当上面的条件都满足后，任务就会被放在就绪表中L5.3(6)。这时，OSTimeDlyResume()会调用任务调度程序来看被恢复的任务是否拥有比当前任务更高的优先级L5.3(7)。这会导致任务的切换。程序清单 L 5.3 恢复正在延时的任务INT8U OSTimeDlyResume (INT8U prio)OS_TCB *ptcb;if (prio = OS_LOWEST_PRIO) (1)return (OS_PRIO_INVALID);OS_ENTER_CRITICAL();ptcb = (OS_TCB *)OSTCBPrioTblprio;if (pt
17、cb != (OS_TCB *)0) (2)if (ptcb-OSTCBDly != 0) (3)ptcb-OSTCBDly = 0; (4)if (!(ptcb-OSTCBStat (6)OSRdyTblptcb-OSTCBY |= ptcb-OSTCBBitX;OS_EXIT_CRITICAL();OSSched(); (7) else OS_EXIT_CRITICAL();return (OS_NO_ERR); else OS_EXIT_CRITICAL();return (OS_TIME_NOT_DLY); 5-6 else OS_EXIT_CRITICAL();return (OS_
18、TASK_NOT_EXIST); 注意，用户的任务有可能是通过暂时等待信号量、邮箱或消息队列来延时自己的(参看第六章)。可以简单地通过控制信号量、邮箱或消息队列来恢复这样的任务。这种情况存在的唯一问题是它要求用户分配事件控制块(参看 6.00),因此用户的应用程序会多占用一些RAM。5.3 系统时间，OSTimeGet()和 OSTimeSet()无论时钟节拍何时发生，C/OS-都会将一个 32位的计数器加 1。这个计数器在用户调用 OSStart()初始化多任务和 4,294,967,295个节拍执行完一遍的时候从 0开始计数。在时钟节拍的频率等于 100Hz的时候，这个 32位的计数器每隔
19、 497天就重新开始计数。用户可以通过调用 OSTimeGet()来获得该计数器的当前值。也可以通过调用 OSTimeSet()来改变该计数器的值。OSTimeGet()和 OSTimeSet()两个函数的代码如程序清单 L5.4所示。注意，在访问 OSTime的时候中断是关掉的。这是因为在大多数 8位处理器上增加和拷贝一个32位的数都需要数条指令，这些指令一般都需要一次执行完毕，而不能被中断等因素打断。程序清单 L 5.4 得到和改变系统时间INT32U OSTimeGet (void)INT32U ticks;OS_ENTER_CRITICAL();ticks = OSTime;OS_EXIT_CRITICAL();return (ticks);void OSTimeSet (INT32U ticks)OS_ENTER_CRITICAL();OSTime = ticks;OS_EXIT_CRITICAL();5-7
