VC中基于 Windows 的精确定时

方式一:VC中的WM_TIMER消息映射能进行简单的时间控制。首先调用函数SetTimer()设置定时 间隔,如SetTimer(0,200,NULL)即为设置200ms的时间间隔。然后在应用程序中增加定时响应函数 OnTimer(),并在该函数中添加响应的处理语句,用来完成到达定时时间的操作。这种定时方法非常 简单,可以实现一定的定时功能,但其定时功能如同Sleep()函数的延时功能一样,精度非常低,最小 计时精度仅为30ms,CPU占用低,且定时器消息在多任务操作系统中的优先级很低,不能得到及时响 应,往往不能满足实时控制环境下的应用。只可以用来实现诸如位图的动态显示等对定时精度要求不高的情况。如示例工程中的Timer1。
  方式二:VC中使用sleep()函数实现延时,它的单位是ms,如延时2秒,用sleep(2000)。精度非常 低,最小计时精度仅为30ms,用sleep函数的不利处在于延时期间不能处理其他的消息,如果时间太 长,就好象死机一样,CPU占用率非常高,只能用于要求不高的延时程序中。如示例工程中的Timer2。
  方式三:利用COleDateTime类和COleDateTimeSpan类结合WINDOWS的消息处理过程来实现秒级延时。如示例工程中的Timer3和Timer3_1。以下是实现2秒的延时代码:
   COleDateTime   start_time = COleDateTime::GetCurrentTime();
   COleDateTimeSpan end_time= COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;
   while(end_time.GetTotalSeconds()< 2) //实现延时2秒
   {
       MSG  msg;
       GetMessage(&msg,NULL,0,0);
       TranslateMessage(&msg);
       DispatchMessage(&msg);
       
       //以上四行是实现在延时或定时期间能处理其他的消息,
       //虽然这样可以降低CPU的占有率,
       //但降低了延时或定时精度,实际应用中可以去掉。
       end_time = COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;
   }//这样在延时的时候我们也能够处理其他的消息。   
  方式四:在精度要求较高的情况下,VC中可以利用GetTickCount()函数,该函数的返回值是 DWORD型,表示以ms为单位的计算机启动后经历的时间间隔。精度比WM_TIMER消息映射高,在较 短的定时中其计时误差为15ms,在较长的定时中其计时误差较低,如果定时时间太长,就好象死机一样,CPU占用率非常高,只能用于要求不高的延时程序中。如示例工程中的Timer4和Timer4_1。下列代码可以实现50ms的精确定时:
    DWORD dwStart = GetTickCount();
    DWORD dwEnd  = dwStart;
    do
    {
     dwEnd = GetTickCount()-dwStart;
    }while(dwEnd <50);
为使GetTickCount()函数在延时或定时期间能处理其他的消息,可以把代码改为:
    DWORD dwStart = GetTickCount();
    DWORD dwEnd  = dwStart;
    do
    {
       MSG  msg;
       GetMessage(&msg,NULL,0,0);
       TranslateMessage(&msg);
       DispatchMessage(&msg);
       dwEnd = GetTickCount()-dwStart;
    }while(dwEnd <50);
虽然这样可以降低CPU的占有率,并在延时或定时期间也能处理其他的消息,但降低了延时或定时精度。
  方式五:与GetTickCount()函数类似的多媒体定时器函数DWORD timeGetTime(void),该函数定时精 度为ms级,返回从Windows启动开始经过的毫秒数。微软公司在其多媒体Windows中提供了精确定时器的底 层API持,利用多媒体定时器可以很精确地读出系统的当前时间,并且能在非常精确的时间间隔内完成一 个事件、函数或过程的调用。不同之处在于调用DWORD timeGetTime(void) 函数之前必须将 Winmm.lib 和 Mmsystem.h 添加到工程中,否则在编译时提示DWORD timeGetTime(void)函数未定义。由于使用该 函数是通过查询的方式进行定时控制的,所以,应该建立定时循环来进行定时事件的控制。如示例工程中的Timer5和Timer5_1。
  方式六:使用多媒体定时器timeSetEvent()函数,该函数定时精度为ms级。利用该函数可以实现周期性的函数调用。如示例工程中的Timer6和Timer6_1。函数的原型如下:
    MMRESULT timeSetEvent( UINT uDelay,
                UINT uResolution,
                LPTIMECALLBACK lpTimeProc,
                WORD dwUser,
                UINT fuEvent )
  该函数设置一个定时回调事件,此事件可以是一个一次性事件或周期性事件。事件一旦被激活,便调用指定的回调函数, 成功后返回事件的标识符代码,否则返回NULL。函数的参数说明如下:
    uDelay:以毫秒指定事件的周期。
    Uresolution:以毫秒指定延时的精度,数值越小定时器事件分辨率越高。缺省值为1ms。
    LpTimeProc:指向一个回调函数。
    DwUser:存放用户提供的回调数据。
    FuEvent:指定定时器事件类型:
    TIME_ONESHOT:uDelay毫秒后只产生一次事件
    TIME_PERIODIC :每隔uDelay毫秒周期性地产生事件。   
  具体应用时,可以通过调用timeSetEvent()函数,将需要周期性执行的任务定义在LpTimeProc回调函数 中(如:定时采样、控制等),从而完成所需处理的事件。需要注意的是,任务处理的时间不能大于周期间隔时间。另外,在定时器使用完毕后, 应及时调用timeKillEvent()将之释放。
  方式七:对于精确度要求更高的定时操作,则应该使用QueryPerformanceFrequency()和 QueryPerformanceCounter()函数。这两个函数是VC提供的仅供Windows 95及其后续版本使用的精确时间函数,并要求计算机从硬件上支持精确定时器。如示例工程中的Timer7、Timer7_1、Timer7_2、Timer7_3。
QueryPerformanceFrequency()函数和QueryPerformanceCounter()函数的原型如下:
    BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency);
    BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpCount);
  数据类型ARGE_INTEGER既可以是一个8字节长的整型数,也可以是两个4字节长的整型数的联合结构, 其具体用法根据编译器是否支持64位而定。该类型的定义如下:
    typedef union _LARGE_INTEGER
    {
      struct
      {
       DWORD LowPart ;// 4字节整型数
       LONG HighPart;// 4字节整型数
      };
      LONGLONG QuadPart ;// 8字节整型数
     
    }LARGE_INTEGER ;
  在进行定时之前,先调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率, 然后在需要严格定时的事件发生之前和发生之后分别调用QueryPerformanceCounter()函数,利用两次获得的计数之差及时钟频率,计算出事件经 历的精确时间。下列代码实现1ms的精确定时:
    LARGE_INTEGER litmp;
    LONGLONG QPart1,QPart2;
    double dfMinus, dfFreq, dfTim;
    QueryPerformanceFrequency(&litmp);
    dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率
    QueryPerformanceCounter(&litmp);
    QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值
    do
    {
     QueryPerformanceCounter(&litmp);
     QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值
     dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);
     dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值,单位为秒
    }while(dfTim<0.001);
  其定时误差不超过1微秒,精度与CPU等机器配置有关。 下面的程序用来测试函数Sleep(100)的精确持续时间:
    LARGE_INTEGER litmp;
    LONGLONG QPart1,QPart2;
    double dfMinus, dfFreq, dfTim;
    QueryPerformanceFrequency(&litmp);
    dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率
    QueryPerformanceCounter(&litmp);
    QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值
    Sleep(100);
    QueryPerformanceCounter(&litmp);
    QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值
    dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);
    dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值,单位为秒  
  由于Sleep()函数自身的误差,上述程序每次执行的结果都会有微小误差。下列代码实现1微秒的精确定时:
    LARGE_INTEGER litmp;
    LONGLONG QPart1,QPart2;
    double dfMinus, dfFreq, dfTim;
    QueryPerformanceFrequency(&litmp);
    dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率
    QueryPerformanceCounter(&litmp);
    QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值
    do
    {
     QueryPerformanceCounter(&litmp);
     QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值
     dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);
     dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值,单位为秒
    }while(dfTim<0.000001);
其定时误差一般不超过0.5微秒,精度与CPU等机器配置有关。

posted on 2006-10-18 19:46  cy163  阅读(...)  评论(...编辑  收藏

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