單片機嵌入式產生精確延時的一種方法
前段時間在編寫延時程序時遇到了個定時器計數器回繞的問題，也就是計數器達到最大值后溢出，想找個簡單的解決方案一直想不出來,函數如下：
void Delay(Uint16 ms)
{
Uint16 currcnt;
currcnt = TCNT; //get current cnt register val
while(TCNT < currcnt+ms);
}
TCNT為硬件的寄存器值，在做單片機程序時，精確的延時很常用，也很方便，可以用一個定時器來實現精確延時，上面為實現原理，但遇到一個問題就是上面簡單的
處理后有個計數器溢出回繞的問題，利用變量可以解決但是感覺想找一個通用簡單的方法一直沒找到，突然看到Linux內核上關于時間比較的代碼，激動呀，問題的答案
有了，內核的人還是很猛的，一句話搞定，我把小腦袋想破也沒想出來，呵呵。
在linux編程中，經常使用jiffies作為時間的度量。通常都是使用unsigned long來保存jiffies的值，并用之比較時間的先后順序。
但是即使是unsigned long的位數已經比較大了，jiffies仍然可能產生回繞問題。
比如unsigned long a = jiffies; sleep(some time)。這時jiffies回繞了，然后unsigned long b = jiffies。
由于jiffies回繞，b本來是發(fā)生在a之后的事件，可是b的值卻小于a。
這種情況下，如果只是簡單比較b>a來判斷b是否發(fā)生在a之后，無疑是錯誤的。
Linux內核為了解決jiffies的回繞問題，提供了現成的宏，用于判斷時間的先后。今天就以time_after為例，看看它為什么可以應對jiffies的回繞問題。
/*
* These inlines deal with timer wrapping correctly. You are
* strongly encouraged to use them
* 1. Because people otherwise forget
* 2. Because if the timer wrap changes in future you won't have to
* alter your driver code.
*
* time_after(a,b) returns true if the time a is after time b.
*
* Do this with "<0" and ">=0" to only test the sign of the result. A
* good compiler would generate better code (and a really good compiler
* wouldn't care). Gcc is currently neither.
*/
#define time_after(a,b) \
(typecheck(unsigned long, a) && \
typecheck(unsigned long, b) && \
((long)(b) - (long)(a) < 0))
這個宏定義很簡單，可以忽略typecheck，其就是用于檢查參數的類型是否正確。如這里就是用于判斷a和b是否為unsigned long類型。
最關鍵的就是((long)(b) - (long)(a) < 0)。
在理想的情況下，時間是可以不停增長的，后來的時間值一定比前面的值大。所以b-a一定小于0。然后計算機的世界不是一個理想的世界，
所有的值都有其位數限制的。在32位平臺上，long的位數為32位。按照二進制補碼的表示方式，從0到0x7fffffff的區(qū)間，值是逐漸遞增的。
從0x80000000到0xFFFFFFFF這個區(qū)間，值是逐漸縮小的。
這就有4中情況：
1. a和b都在0到0x7FFFFFFF之間：
a若在b之后發(fā)生，則a的值大于b。那么(long)b-(long)a<0。
2. a和b都在0x80000000到0xFFFFFFFF之間：
a若在b之后發(fā)生，b為較大的負數，a為較小的負數，那么(long)b-(long)a<0。
3. b在0到0x7FFFFFFF之間，而a在0x80000000到0xFFFFFFFF之間：
a為負數。b-a，相當于b+(-a)。只要a與b之間的絕對差值小于或等于0x80000000，則b+(-a)仍然為負數。
4. b在0x80000000到0xFFFFFFFF之間，而a在0到0x7FFFFFFF之間：
b為負數，b-a等于b+(-a)。同樣在a與b之間的絕對差值小于或等于0x80000000，則b+(-a)仍然為負數。
總結這四種情況，在a與b的絕對值相差不到0x80000000時，這個宏是正確的。而在利用jiffies作為時間度量和比較單位時，時間差并不會太大。
所以這個time_after可以有效的避免jiffies回繞問題。
編輯：admin 最后修改時間：2018-05-18
