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實(shí)戰(zhàn)VC時(shí)間控制函數(shù)

[摘要]隨著軟硬件的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到自動(dòng)化控制領(lǐng)域,為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制,控制程序必須能夠精確地完成定時(shí)和計(jì)時(shí)功能。VC提供了很多關(guān)于時(shí)間操作的函數(shù),下面根據(jù)它們精度的不同,分別進(jìn)行說明。 ...
隨著軟硬件的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到自動(dòng)化控制領(lǐng)域,為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制,控制程序必須能夠精確地完成定時(shí)和計(jì)時(shí)功能。VC提供了很多關(guān)于時(shí)間操作的函數(shù),下面根據(jù)它們精度的不同,分別進(jìn)行說明。

一般時(shí)控函數(shù)

  VC程序員都會(huì)利用Windows的WM_TIMER消息映射來進(jìn)行簡單的時(shí)間控制:1.調(diào)用函數(shù)SetTimer()設(shè)置定時(shí)間隔,如SetTimer(0,200,NULL)即為設(shè)置200毫秒的時(shí)間間隔;2.在應(yīng)用程序中增加定時(shí)響應(yīng)函數(shù)OnTimer(),并在該函數(shù)中添加響應(yīng)的處理語句,用來完成時(shí)間到時(shí)的操作。這種定時(shí)方法是非常簡單的,但其定時(shí)功能如同Sleep()函數(shù)的延時(shí)功能一樣,精度較低,只可以用來實(shí)現(xiàn)諸如位圖的動(dòng)態(tài)顯示等對(duì)定時(shí)精度要求不高的情況,而在精度要求較高的條件下,這種方法應(yīng)避免采用。

精度時(shí)控函數(shù)

  在要求誤差不大于1毫秒的情況下,可以采用GetTickCount()函數(shù),該函數(shù)的返回值是DWORD型,表示以毫秒為單位的計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后經(jīng)歷的時(shí)間間隔。使用下面的編程語句,可以實(shí)現(xiàn)50毫秒的精確定時(shí),其誤差小于1毫秒。

  DWORD dwStart, dwStop;

  // 起始值和終止值

  dwStop = GetTickCount();

  while(TRUE)
  {
      dwStart = dwStop;
  // 上一次的終止值變成新的起始值
  // 此處添加相應(yīng)控制語句
   do
   {
       dwStop = GetTickCount();
   }while(dwStop - 50 < dwStart);
  }  


高精度時(shí)控函數(shù)

  對(duì)于一般的實(shí)時(shí)控制,使用GetTickCount()函數(shù)就可以滿足精度要求,但要進(jìn)一步提高計(jì)時(shí)精度,就要采用QueryPerformanceFrequency()函數(shù)和QueryPerformanceCounter()函數(shù)。這兩個(gè)函數(shù)是VC提供的僅供Windows 9X使用的高精度時(shí)間函數(shù),并要求計(jì)算機(jī)從硬件上支持高精度計(jì)時(shí)器。QueryPerformanceFrequency()函數(shù)和QueryPerformanceCounter()函數(shù)的原型為:

  BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency);

  BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpCount);


  數(shù)據(jù)類型LARGE—INTEGER既可以是一個(gè)作為8字節(jié)長的整型數(shù),也可以是作為兩個(gè)4字節(jié)長的整型數(shù)的聯(lián)合結(jié)構(gòu),其具體用法根據(jù)編譯器是否支持64位而定。該類型的定義如下:

  typedef union _LARGE_INTEGER
  {
   struct
   {
       DWORD LowPart; // 4字節(jié)整型數(shù)
       LONG  HighPart; // 4字節(jié)整型數(shù)
     };
  LONGLONG  QuadPart;

  // 8字節(jié)整型數(shù)
  } LARGE_INTEGER;  


  在進(jìn)行計(jì)時(shí)之前,應(yīng)該先調(diào)用QueryPerformanceFrequency()函數(shù)獲得機(jī)器內(nèi)部計(jì)時(shí)器的時(shí)鐘頻率。筆者在主頻為266、300、333的三種PentiumⅡ機(jī)器上使用該函數(shù),得到的時(shí)鐘頻率都是1193180Hz。接著,筆者在需要嚴(yán)格計(jì)時(shí)的事件發(fā)生之前和發(fā)生之后分別調(diào)用QueryPerformanceCounter()函數(shù),利用兩次獲得的計(jì)數(shù)之差和時(shí)鐘頻率,就可以計(jì)算出事件經(jīng)歷的精確時(shí)間。以下程序是用來測(cè)試函數(shù)Sleep(100)的精確持續(xù)時(shí)間。

  LARGE—INTEGER litmp;

  LONGLONG QPart1,QPart2;

  double dfMinus, dfFreq, dfTim;

  QueryPerformanceFrequency(&litmp);

  // 獲得計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率

  dfFreq = (double)litmp.QuadPart;

  QueryPerformanceCounter(&litmp);

  // 獲得初始值

  QPart1 = litmp.QuadPart;

  Sleep(100) ;

  QueryPerformanceCounter(&litmp);

  // 獲得終止值

  QPart2 = litmp.QuadPart;
  dfMinus = (double)(QPart2 - QPart1);
  dfTim = dfMinus / dfFreq;
  // 獲得對(duì)應(yīng)的時(shí)間值


  執(zhí)行上面程序,得到的結(jié)果為dfTim=0.097143767076216(秒)。細(xì)心的讀者會(huì)發(fā)現(xiàn),每次執(zhí)行的結(jié)果都不一樣,存在一定的差別,這是由于Sleep()自身的誤差所致。

  本文介紹了三種定時(shí)或計(jì)時(shí)的實(shí)現(xiàn)方法,讀者可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行選擇,以達(dá)到程序的定時(shí)和計(jì)時(shí)功能。以上程序均在VC 6.0、Windows 98環(huán)境下調(diào)試通過。