[發(fā)明專(zhuān)利]一種多任務(wù)操作系統(tǒng)下的高精度定時(shí)器及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210115620.0
• 申請(qǐng)日: 2011-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102637060A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁自鈞;吳本科;陳向東;高峰;劉福峽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F1/04
• 分類(lèi)號(hào): G06F1/04;G06F1/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?011100416371；申請(qǐng)日為2011年2月21日；發(fā)明名稱(chēng)為：一種多任務(wù)操作系統(tǒng)下的高精度定時(shí)器及其實(shí)現(xiàn)方法的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度定時(shí)器及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。定時(shí)器作為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)特別是實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，被經(jīng)常使用在定時(shí)信號(hào)輸出、數(shù)據(jù)讀取、設(shè)備控制等操作中，特別是對(duì)精度控制要求較高的系統(tǒng)，更要求精確的定時(shí)操作。

傳統(tǒng)的精確定時(shí)常采用DOS計(jì)時(shí)器中斷技術(shù)，可以獲取精確到毫秒級(jí)的時(shí)間間隔，很方便地開(kāi)發(fā)出實(shí)時(shí)控制軟件。但DOS是單任務(wù)系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)進(jìn)入延時(shí)操作，則無(wú)法進(jìn)行其他操作，只能完成簡(jiǎn)單的定時(shí)工作。同時(shí)，由于任務(wù)處理的時(shí)間不確定，定時(shí)精度也受到一定的影響。在DOS下很難開(kāi)發(fā)出具有良好人機(jī)交互功能的應(yīng)用程序，且程序擴(kuò)展性較差，這種方法的適用面比較窄。

相對(duì)于單任務(wù)DOS操作系統(tǒng)的多任務(wù)操作系統(tǒng)，如Windows操作系統(tǒng)，環(huán)境下開(kāi)發(fā)程序，可以利用系統(tǒng)提供的某些函數(shù)或操作功能等編寫(xiě)程序進(jìn)行精確定時(shí)，其最高精度也能達(dá)到毫秒級(jí)。但由于在使用這些函數(shù)或操作功能時(shí)，消息會(huì)被放在常規(guī)的消息隊(duì)列中，并與其他消息一起排隊(duì)，有時(shí)并不能立即得到響應(yīng)。當(dāng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)，如果經(jīng)常進(jìn)行定時(shí)操作，那么這些時(shí)間段就不能接受到任何其它消息。顯然，這種情況下，對(duì)于需要精確時(shí)間間隔的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是致命的。因此目前在多任務(wù)操作系統(tǒng)中編寫(xiě)高精度的定時(shí)器程序非常困難，特別是精確度在微秒級(jí)的程序基本上是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種多任務(wù)操作系統(tǒng)下的高精度定時(shí)器及其實(shí)現(xiàn)方法，以期達(dá)到在多任務(wù)操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)精確度為微秒級(jí)的高精度定時(shí)的發(fā)明目的。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明多任務(wù)操作系統(tǒng)下的高精度定時(shí)器的特點(diǎn)是以外部方波振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)，采用計(jì)算機(jī)并口中斷，實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的高精度定時(shí)。

本發(fā)明多任務(wù)操作系統(tǒng)下的高精度定時(shí)器的特點(diǎn)也在于：

設(shè)置所述外部方波振蕩器是由外部方波振蕩電路和外部頻率調(diào)節(jié)器構(gòu)成，在所述外部方波振蕩器與計(jì)算機(jī)并口之間以連線(xiàn)相連接，所述連線(xiàn)包括由計(jì)算機(jī)并口D0～D7中任意一條數(shù)據(jù)線(xiàn)與方波振蕩器供電電源VCC之間的電源接線(xiàn)、由計(jì)算機(jī)并口任意一條GND線(xiàn)與方波振蕩器GND相連接的接地線(xiàn)，以及由計(jì)算機(jī)并口中的ACK應(yīng)答接收線(xiàn)與方波振蕩器輸出時(shí)鐘信號(hào)相連接的時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)。

本發(fā)明多任務(wù)操作系統(tǒng)下的高精度定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)方法的特點(diǎn)是按以下步驟完成：

a、調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)器，確定外部方波振蕩器輸出端時(shí)鐘基準(zhǔn)；

b、將計(jì)算機(jī)并口設(shè)置為允許中斷；

c、開(kāi)啟計(jì)算機(jī)并口中斷，置電源接線(xiàn)為高電位，啟動(dòng)外部方波振蕩器，開(kāi)始方波信號(hào)的輸出；

d、利用中斷服務(wù)程序的設(shè)定，確定對(duì)方波振蕩器輸出的方波個(gè)數(shù)，開(kāi)始定時(shí)操作；

e、置電源接線(xiàn)為低電位，關(guān)閉外部方波振蕩器，停止方波信號(hào)的輸出，關(guān)閉計(jì)算機(jī)并口中斷，停止定時(shí)操作。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明通過(guò)在計(jì)算機(jī)并口上安裝頻率可調(diào)的方波振蕩器作為時(shí)鐘基準(zhǔn)，利用中斷進(jìn)行定時(shí)操作，就能達(dá)到在多任務(wù)操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)精確度為微秒級(jí)的高精度定時(shí)目的。

2、本發(fā)明是在多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境下，同一計(jì)時(shí)周期內(nèi)，只要確定對(duì)方波振蕩器輸出的方波個(gè)數(shù)即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的定時(shí)功能。

3、本發(fā)明是以外部方波振蕩信號(hào)為基準(zhǔn)，采用并口中斷，以硬件中斷的方式避免了在多任務(wù)操作系統(tǒng)下軟件編程調(diào)用函數(shù)的不確定性或過(guò)度占用資源等問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的高精度定時(shí)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明多任務(wù)操作系統(tǒng)下高精度定時(shí)器定時(shí)原理圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中設(shè)置外部方波振蕩器是由外部方波振蕩電路101和外部頻率調(diào)節(jié)器102構(gòu)成，在外部方波振蕩器與計(jì)算機(jī)并口103之間以連線(xiàn)相連接，連線(xiàn)包括由計(jì)算機(jī)并口2-9引腳即D0～D7中任意一條數(shù)據(jù)線(xiàn)與方波振蕩器供電電源VCC之間的電源接線(xiàn)104、由計(jì)算機(jī)并口18-25引腳中任意一條即任意一條GND線(xiàn)與方波振蕩器GND相連接的接地線(xiàn)105，以及由計(jì)算機(jī)并口中第10引腳即ACK應(yīng)答接收線(xiàn)與方波振蕩器輸出時(shí)鐘信號(hào)相連接的時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn)106。