[發(fā)明專利]基于嵌入式系統(tǒng)的定時(shí)器裝置及定時(shí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610019615.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN105718257B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡錦達(dá);唐靜;陟俊杰;張菁;王德銘;金政宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F8/20
• 分類號(hào): G06F8/20
• 代理公司: 上海脫穎律師事務(wù)所 31259
• 代理人: 脫穎

本發(fā)明公開了一種基于嵌入式系統(tǒng)的定時(shí)器裝置和定時(shí)方法，其中該裝置包括：定時(shí)器、請(qǐng)求定時(shí)模塊、時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊和定時(shí)器休眠模塊，請(qǐng)求定時(shí)模塊用于接收控制系統(tǒng)的定時(shí)請(qǐng)求，根據(jù)該請(qǐng)求創(chuàng)建定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)，并向時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)；時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收請(qǐng)求定時(shí)模塊發(fā)來的定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)，讀取定時(shí)器的當(dāng)前定時(shí)參數(shù)，然后根據(jù)時(shí)間差值算法對(duì)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)判斷，定時(shí)器休眠模塊用于接收時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的定時(shí)結(jié)束信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)清除相應(yīng)的定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)，為下一次定時(shí)請(qǐng)求做初始化準(zhǔn)備。本發(fā)明定時(shí)時(shí)間靈活性強(qiáng)、使用簡(jiǎn)單方便，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制系統(tǒng)中延時(shí)、定時(shí)多重性和多樣性的要求，且定時(shí)精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的定時(shí)器裝置及定時(shí)方法，具體闡述了嵌入式系統(tǒng)控制器的定時(shí)器裝置的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用層定時(shí)器算法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展，控制過程中多任務(wù)、多層次的復(fù)雜控制要求向各工業(yè)控制系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。要使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，控制內(nèi)容常常要求控制系統(tǒng)延時(shí)或定時(shí)向外設(shè)發(fā)出各種不同的控制信號(hào)，以滿足不同時(shí)序、不同功能的控制要求。因此，需要控制系統(tǒng)具有多個(gè)相互獨(dú)立而又標(biāo)準(zhǔn)相同的定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)控制功能。

嵌入式系統(tǒng)集成了輸入輸出口、RS232和485通信串口，是一款功能豐富的一體控制器(以下簡(jiǎn)稱控制器)。其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、內(nèi)核小、成本低、靈活方便且實(shí)時(shí)性高，已逐漸發(fā)展成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)研究中的主流部件。然后，控制器有可供用戶使用的相互獨(dú)立的定時(shí)器，例如timer0～4,除此之外，若控制系統(tǒng)還要求實(shí)現(xiàn)其他更多的延時(shí)、定時(shí)功能，則多是通過使用for函數(shù)進(jìn)行一定次數(shù)的空循環(huán)來達(dá)到延時(shí)、定時(shí)效果，這種方式不但定時(shí)時(shí)間難以精確判定，而且在延時(shí)時(shí)間未結(jié)束時(shí)，CPU始終停留在延時(shí)功能程序段內(nèi)，不會(huì)掃描其他程序段內(nèi)容，可見，這種定時(shí)方式不僅占用了大量系統(tǒng)內(nèi)存，還拖慢了CPU處理事件的時(shí)間進(jìn)程。然而，由于硬件資源的限制，不可能為每一個(gè)定時(shí)應(yīng)用單獨(dú)配置一個(gè)硬件定時(shí)器。這種有限的定時(shí)器個(gè)數(shù)和日益復(fù)雜的自動(dòng)控制要求之間的矛盾，無疑成了控制器在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域中發(fā)展的絆腳石。為了解決這個(gè)問題，本文提出一種基于嵌入式系統(tǒng)的定時(shí)器的設(shè)計(jì)方法，基于ADS編譯器在單個(gè)硬件定時(shí)器的基礎(chǔ)上創(chuàng)建多個(gè)定時(shí)器，以實(shí)現(xiàn)在硬件資源有限的情況下滿足多點(diǎn)同時(shí)定時(shí)的控制要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的軟件定時(shí)器設(shè)計(jì)，針對(duì)工業(yè)控制過程中經(jīng)常需要在不同之處同時(shí)使用定時(shí)功能，而嵌入式系統(tǒng)中有的相互獨(dú)立的定時(shí)器，例如timer0～4,提出一種基于嵌入式系統(tǒng)的軟件定時(shí)器的設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明公開了一種基于嵌入式系統(tǒng)的定時(shí)器設(shè)計(jì)方法，包括定時(shí)啟動(dòng)、運(yùn)行、停止三個(gè)階段，分別對(duì)應(yīng)軟件定時(shí)系統(tǒng)的請(qǐng)求定時(shí)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定時(shí)器休眠模塊。三個(gè)階段分別由不同的API函數(shù)完成。

一種基于嵌入式系統(tǒng)的定時(shí)器裝置，包括：定時(shí)器、請(qǐng)求定時(shí)模塊、時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊和定時(shí)器休眠模塊，其中：

請(qǐng)求定時(shí)模塊用于接收控制系統(tǒng)的定時(shí)請(qǐng)求，根據(jù)該請(qǐng)求創(chuàng)建定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)，并向時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)；

時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收請(qǐng)求定時(shí)模塊發(fā)來的定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)，讀取定時(shí)器的當(dāng)前定時(shí)參數(shù)，然后根據(jù)時(shí)間差值算法對(duì)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)判斷，當(dāng)定時(shí)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到預(yù)定定時(shí)時(shí)長(zhǎng)時(shí)，創(chuàng)建定時(shí)結(jié)束信號(hào)，并將其傳遞給控制系統(tǒng)和定時(shí)器休眠模塊；

定時(shí)器休眠模塊用于接收時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的定時(shí)結(jié)束信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)清除相應(yīng)的定時(shí)請(qǐng)求信號(hào)，為下一次定時(shí)請(qǐng)求做初始化準(zhǔn)備。

所述的定時(shí)器裝置，優(yōu)選的：

所述定時(shí)器包括遞減計(jì)數(shù)器和定時(shí)計(jì)數(shù)緩沖寄存器，

時(shí)間數(shù)據(jù)處理模塊包括定時(shí)中斷次數(shù)計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)結(jié)束標(biāo)志位、中斷溢出位、中斷溢出計(jì)數(shù)器；