基于VC++的定時器的使用與比較

實時數據的發送常采用軟件定時器的方法來實現。在VC++6.0的環境下，分別采用WM_TIMER定時器，多媒體定時器以及通過利用系統計數器三種途徑，完成實時數據的發送，比較其在實現方法，優先級，定時精度以及穩定性等方面的差別。通過比較得到：在多線程，多任務的數據發送過程中或穩定性較高，周期較短情況下，采用多媒體定時器可以獲得較高的定時精度，最小可達到1ms。

【關鍵詞】定時器 數據發送 穩定性 定時精度

1 引言

通過相關的資料和在實際系統中的使用發現，在VC+ + 6. 0 環境下，實時數據發送采用不同的軟件定時器，在發送頻率較慢的情況下，不同定時器的定時精度差別不大，當發送頻率變快，不同定時器的定時精度差別較大，尤其是在測控程序在完成多線程的任務時，這種差別會更加明顯。本文通過對3 種軟件定時器的實際使用的比較，研究和討論了WM_ TIMER ，多媒體定時器以及通過利用系統計數器這三 種實現定時的方法和定時精度的比較。

2 三種定時方法的比較

2.1 WM_ TIMER 定時器的實現

WM_ TIMER 是由VC+ + 提供的一種比較常用的定時器，它是系統定時器。它的實現原理是采用Set Timer （） 函數進行初始化，Kill Timer （ ） 函數關閉定時器，用戶定時向消息隊列發送并在WM_ TIMER 響應函數中實現信號的

定時采集。Set Timer （） 函數的聲明如下：

UINT_PTR Set Timer （

UINI_PTR nIDEvent ，

UINT nElap se ，

Void （ CALLBACK * lpfnTimer ） HWND ， UINT ， UINT _

PTR ，DWORD）

） ；

WM_ TIMER消息1秒之內最多可以打斷18.2次，也就是說最少可以55毫秒取一次數據，它是一個低優先級的消息，當消息隊列中有多個WM_ TIMER消息時，系統要進行消息合并。在實際的應用中需要一個WM_ TIMER消息進行定時對對話框進行刷屏，所以不能用另一個WM_ TIMER消息進行數據的發送。

2.2 多媒體定時器的實現

多媒體定時器是由Windows 系統提供的多媒體定時器資源。他的實現步驟是設置多媒體定時器參數，應用程序可調用timeGetDevCaps （） 函數來確定定時器服務所支持的最小和最大精度；啟動定時器，在事件中展開各種應用，如數據采集等；刪除定時器釋放系統資源。常用的一些函數和表示意義如下：

timeBeginPeriod（ ） 設置最小定時器分辨率；

timeEndPeriod（ ） 清除上一個函數建立的最小定時器

分辨率；

timeSet Event （ ） 產生一個在指定時間周期內執行的

定時器時間；

timeKillEvent （ ） 刪除前面設定的定時器事件；

多媒體定時器的接口函數包含于mmsystem. dll 的動態鏈接庫中，VC+ + 提供響應的頭文件。多媒體定時器具體的實現方法是：

2.2.1 設置定時器分辨率：對定時器的參數進行設置

MMRESUL T timeGetDevCaps （ lp TIMECAPS &ptc ，UINTcbtc）

調用timeGetDevCaps 函數來判斷定時器最大和最小的分辨率，然后調用timeBeginPeriod （UINTuPeriod） 來設定定時器的分辨率，參數UINTuPeriod 為定時器分辨率的值。

2.2.2 設定定時器的觸發事件

MMRESUL TtimeSet Event （UINT uDelay ，

/ / uDlelay ：采樣的事件間隔

UINT uResolution ，

/ / uResolution ：時間精度，缺省默認為1 ms

L PTIMECALLBACK lp TimeProc ，

/ / lp TimeProc ：用戶定義的回調函數

DWORD dwUser ， UINT fuEvent） ；

/ / dwUser ：用戶提供的回調函數

/ / UINT fuEvent ：事件觸發方式，采用TIMEPERIODIC 為每隔一定時間觸發一次

2.2.3 聲明一個全局回調函數

void CALLBACK TimerCallBackProc （ UINT wTimer ID ，UINT mMsg ，DWORD dwUser ，DWORD dw1 ，DWORD dw2）

其中，wTimer ID 是定時器標識；mMsg 保留； dwUser用戶使用參；dw1 ，dw2 保留。

2.2.4 自定義消息處理函數： 用來接受多媒體定時器的事件通知

多媒體定時器服務使應用程序可以調度時間周期或一次中斷事件。它與消息序列傳遞WM—TIMER 消息的定時器服務不一樣。它提供硬件中斷服務；它不傳送任何消息，而是調用回調函數；定時器中斷服務提供了改善了的分辨率和精度（基于Intel 系統的精度是：最多16 毫秒，基于MIPS 系統的精度最多10 毫秒）。

2.3 利用系統計數器實現定時

（1）利用系統計數器可以實現0.1ms的定時。在窗口初始化的函數OnInitDlg（）中寫如下程序：

#include window.h #include kernel132.libendprint

Typedef union _LARGE_INTEGER

{

Struct{

DWORD LowPart；

LONG HighPart；

}

LONG QuadPart；

} LARGE_INTEGER

測試

LARGE_INTEGER PT_litmp；

LONGLONG PT_QPart1， PT_QPart2；

Double PT_dfMinus， PT_dfFreq， PT_dfTim；

QueryPerformanceFrequency（&PT_litmp）；

PT_dfFreq=（double）PT_litmp.QuadPart；

QueryPerformanceCounter（&PT_litmp）；

PT_QPart1= PT_litmp.QuadPart；

for（i=0；i

QueryPerformanceCounter（&PT_litmp）；

PT_QPart2= PT_litmp.QuadPart；

PT_dfMinus=（double）（PT_QPart2-PT_QPart1）；

PT_dfTim= PT_dfMinus/ PT_dfFreq；

PT_dfTim*=1000；

PT_dfTim*=1000000；

（2）在窗口定時刷新函數OnTimer（）中

Sprintf（buf， "%5.2f"， PT_dfTim）；

m_us=buf；

（3）測試結果如下

當計數值numble為1000時，得到的定時時間為0.00623ms；

當計數值numble為10000時，得到的定時時間為0.057ms；

當計數值numble為100000時，得到的定時時間為0. 57ms；

當計數值numble為1000000時，得到的定時時間為5.84ms；

當計數值numble為10000000時，得到的定時時間為57.03ms；

因為計數值與時間值不是線形的比例關系，所以當我們需要一個準確的時間，如2.5 ms時，一般很難確定numble值。

3 討論與結論

WM_ TIMER定時器在Windows中的最大缺點是計時器的最大分辨率是55ms，就是說應用程序每秒最多能接收到18個消息。從系統響應的優先權來說，Windows 是一個消息驅動的非搶先優先式的多任務操作系統，消息隊列中總有大量的消息在等待處理；而WM_ TIMER是一個優先級很低的消息，只有當所有消息（除消息WM_ PAINT） 被處理后才能被響應，而不能立即被系統響應，并且當消息隊列中有多個WM_ TIMER 消息時，系統要進行消息合并，因此定時精度并不高。

從運行基理來看，多媒體定時器提供的是硬件中斷服務，不傳送任何消息，優先級很高多媒體定時器使用自己獨立的線程，調用回調函數，這種定時器的中斷服務可以提供基于Intel系統的精度最多為16ms，最小定時精度可達1ms。

利用系統計數器進行定時，雖然可以達到微秒級，但是因計數值與時間值不是線形的比例關系，所以當我們需要一個準確的時間，如2.5ms，一般很難確定計數值。

參考文獻

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[3]于勇，雷志勇.Windows下實時測控系統的實現[J].現代電子技術，2005，28（05）：22223.

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作者簡介

賈耀輝（1983-），男，2010年畢業于重慶大學，工程師，主要從事發射裝置隨動控制技術研究工作。

作者單位

中國船舶重工集團公司第七一三研究所 河南省鄭州市 450015