/** * @brief Check the timer expried and call callback. * * @return int The next timer expires. */ int MultiTimerYield(void);

#ifdef __cplusplus } #endif

#endif

MultiTimer.c

#include “MultiTimer.h” #include

/* Timer handle list head. */ static MultiTimer* timerList = NULL;

/* Timer tick */ static PlatformTicksFunction_t platformTicksFunction = NULL;

int MultiTimerInstall(PlatformTicksFunction_t ticksFunc) {

platformTicksFunction = ticksFunc; return 0; }

int MultiTimerStart(MultiTimer* timer, uint64_t timing, MultiTimerCallback_t callback, void* userData) {

if (!timer || !callback ) {

return -1; } MultiTimer** nextTimer = &timerList; //因为需要修改timerList,所以我们 /* Remove the existing target timer. */ for (; *nextTimer; nextTimer = &(*nextTimer)->next) {

if (timer == *nextTimer) {

*nextTimer = timer->next; /* remove from list */ break; } }

/* Init timer. */ timer->deadline = platformTicksFunction() + timing; timer->callback = callback; timer->userData = userData;

/* Insert timer. */ for (nextTimer = &timerList;; nextTimer = &(*nextTimer)->next) {

if (!*nextTimer) {

timer->next = NULL; *nextTimer = timer; break; } if (timer->deadline < (*nextTimer)->deadline) {

timer->next = *nextTimer; *nextTimer = timer; break; } } return 0; }

int MultiTimerStop(MultiTimer* timer) {

MultiTimer** nextTimer = &timerList; /* Find and remove timer. */ for (; *nextTimer; nextTimer = &(*nextTimer)->next) {

MultiTimer* entry = *nextTimer; if (entry == timer) {

*nextTimer = timer->next; break; } } return 0; }

int MultiTimerYield(void) {

MultiTimer* entry = timerList; for (; entry; entry = entry->next) {

/* Sorted list, just process with the front part. */ if (platformTicksFunction() < entry->deadline) {

return (int)(entry->deadline - platformTicksFunction()); } /* remove expired timer from list */ timerList = entry->next;

/* call callback */ if (entry->callback) {

entry->callback(entry, entry->userData); } } return 0; }

三、SmartTimer

##1.SmartTimer能干什么?##

简单说来,SmartTimer是一个轻量级的基于STM32的定时器调度器,在单片机”裸跑”的情况下,可以很方便的实现异步编程。

项目地址:https://github.com/lmooml/SmartTimer

它可以应用在对实时性要求没那么高的场合,比如说一个空气检测装置,每200ms收集一次甲醛数据,这个任务显然对实时性要求没那么高,如果时间上相差几毫秒,甚至几十毫秒也没关系,那么使用SmartTimer非常适合;而如果开发一个四轴飞行器,无论是对陀螺仪数据的采集、计算,以及对4个电机的控制,在时间的控制上都需要非常精确。那么这种场合下SmartTimer无法胜任,你需要一个带有抢占优先级机制的实时系统。

不同的场景,选择不同的工具和架构才是最合理的,SmartTimer只能做它力所能及的事情。

虽然SmartTimer是基于STM32开发的,但是它可以很方便的移植到其他的单片机上。

##2. SmartTimer的一般用法##

###2.1 Runlater。###

在单片机编程中,想实现在”xxx毫秒后调用xxx函数”的功能,一般有3种方法:

用阻塞的,非精确的方式,就是用for(i=0;i<0xffff;i++);这种循环等待的方式,来非精确的延迟一段时间,然后再顺序执行下面的程序;

利用硬件定时器实现异步的精确延时,把XXX函数在定时器中断里执行;

同样是利用硬件定时器,但是只在定时器中断里设置标志位,在系统的主While循环中检测这个标志位,当检测到标志置位后,去运行XXX函数。

从理论上来说,以上3种方式中,第3种采用定时器设定标志位的方法最好。因为首先主程序不用阻塞,在等待的时间里,MCU完全可以去做其他的事情,其次在定时器中断里不用占用太多的时间,节约中断资源。但这种方式有个缺点,就是实现起来相对麻烦一些。因为如果你要有N个runlater的需求,那么就得设置N个标志位,还要考虑定时器的分配、设定。在程序主While循环里也会遍布N个查询标志位的if语句。如果N足够多,其实大于5个,就会比较头疼。这样会使主While循环看起来很乱。这样的实现不够简洁、优雅。

SmartTimer首先解决的就是这个问题,它可以优雅地延迟调用某函数。

###2.2 Runloop###

在定时器编程方面还有另一个典型需求,就是“每隔xxx毫秒运行一次XXX函数,一共运行XXX次”。这个实现起来和runlater差不多,就是加一个运行次数的技术标志。我就不再赘述了。还是那句话:

SmartTimer可以优雅的实现Runloop功能。

###2.3 Delay### 并不是说非阻塞就一定比阻塞好,因为在某些场景下,必须得用到阻塞,使单片机停下来等待某个事件。那么SmartTimer也可以提供这个功能。

##3. SmartTimer的高级用法## 所谓的高级用法,并不是说SmartTimer有隐藏模式,能开启黑科技。而是说,如果你能转变思路,举一反三地话,可以利用SmartTimer提供的简单功能实现更加优化、合理的系统结构。

传统的单片机裸跑一般采用状态机模式,就是在主While循环里设定一些标志位或是设定好程序进行的步骤,根据事件的进程来跳转程序。简单的说来,这是一种顺序执行的程序结构。其灵活性和实时性并不高,尤其是当需要处理的业务越来越多,越来越复杂时,状态机会臃肿不堪,一不留神(其实是一定以及肯定)就会深埋bug于其中,调试解决BUG时也会异常痛苦。

如果你能转换一下思路,不再把业务逻辑中各个模块的关系看成基于因果(顺序),而是基于时间,模块间如果需要确定次序可以采用标志位进行同步。那么恭喜你,你已经有了采用实时系统的思想,可以尝试使用RT-thread等操作系统来完成你的项目了。但是,使用操作系统有几个问题,第一是当单片机资源有限的时候,使用操作系统恐怕不太合适;第二是学习操作系统本身有一定的难度,至少你需要花费一定的时间;第三如果你的项目复杂度没有那么高,使用操作系统有点大材小用。

那么,请允许我没羞没臊的说一句,其实利用SmartTimer中的Runloop功能可以简单的实现基于时间的主程序框架。

##4.关于Demo## 与源码一起提供的,还有一个Demo程序。这个Demo比较简单,主要是为了测试SmartTimer的功能。Demo程序基本可以体现Runlater,Runloop,Delay功能。同时也能基本体现基于时间的编程思想(单片机裸跑程序框架)。

##5.SmartTimer的使用## SmartTimer.h中声明的公开函数并不多,总共有8个:

void stim_init ( void );

void stim_tick (void);

void stim_mainloop ( void );

int8_t stim_loop ( uint16_t delayms, void (*callback)(void), uint16_t times);

int8_t stim_runlater ( uint16_t delayms, void (*callback)(void));

void stim_delay ( uint16_t delayms);

void stim_kill_event(int8_t id);

void stim_remove_event(int8_t id);

下面我将逐一介绍 ###5.1 必要的前提### SmartTimer能够工作的必要条件是:

A. 设置Systick的定时中断(也可以是其他的硬件定时器TIMx,我选择的是比较简单的Systick),我默认设置为1ms中断一次,使用者可以根据自己的情况来更改。Systick时钟的设置在stim_init函数中,该函数必须在主程序初始化阶段调用一次。

B. 在定时器中断函数中调用stim_tick();可以说,这个函数是SmartTimer的引擎,如A步骤所述,默认情况下,每1ms,定时器中断会调用一次stim_tick();

C. 在主While循环中执行stim_mainloop(),这个函数主要有两个作用,一是执行定时结束后的回调函数;二是回收使用完毕的timer事件的资源。

###5.2 开始使用

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