嵌入式時(shí)鐘管理器的設計方案與實(shí)現

目前，在嵌入式產(chǎn)品的研發(fā)中，低檔微處理器軟件多采用裸機開(kāi)發(fā)模式實(shí)現。在這種開(kāi)發(fā)模式中，常有如下需求：

　　(1) 在經(jīng)歷特定的時(shí)間段后，執行特定操作;

　　(2) 根據給定周期執行特定操作。

　　傳統的作法是利用前后臺方式：設定硬件定時(shí)器，使其在后臺以特定周期對各相關(guān)操作的標志變量作計數操作;前臺則不斷對各標志變量巡回查詢(xún)，若發(fā)現標志變量達到預定值，則執行特定操作?？梢?jiàn)，上述需求需直接操作硬件定時(shí)器實(shí)現，其過(guò)程繁瑣，且需要用戶(hù)對相關(guān)硬件有深入了解。因此，本文設計、實(shí)現了一種使用方便的低端系統時(shí)鐘管理器。

　　本時(shí)鐘管理器適用于可提供至少一個(gè)硬件定時(shí)器的處理器。其為用戶(hù)提供了有益、友好的裁剪途徑，以滿(mǎn)足不同目標系統的實(shí)際需要。通過(guò)裁剪，該時(shí)鐘管理器的目標代碼最小可至100B以下，最大也不超過(guò)1KB。

　　時(shí)鐘管理器在實(shí)現中，將與硬件密切相關(guān)的部分組成一獨立模塊(文件)。針對不同的目標系統處理器，更換該模塊即可。為使表述不過(guò)抽象，本文以8051系列單片機為目標系統處理器、C51為工具語(yǔ)言闡述該嵌入式時(shí)鐘管理器的設計與實(shí)現。

　　1 設計

　　該時(shí)鐘管理器模塊(文件)結構如圖1所示。

　　(1) configClk.h定義了有關(guān)系統裁剪、配置的可調參數，通過(guò)對configClk.h中相關(guān)宏參數的配置，即可實(shí)現對該時(shí)鐘管理器系統的配置和裁剪。

　　(2) clk_impl.*功能模塊用來(lái)封裝目標系統的一個(gè)硬件定時(shí)器，以屏蔽不同處理器間的硬件差異，起到HAL(HardwareAbstractLayer)作用。系統時(shí)鐘在此構建。

　　(3) clk.*模塊在clk_impl.*提供的HAL基礎上進(jìn)一步封裝，通過(guò)一個(gè)鉤子(Hook)函數，為系統提供時(shí)鐘脈沖，且脈沖寬度可調(配置configClk.h中的相關(guān)宏參即可)。

　　(4) WdLib.*模塊為用戶(hù)應用提供多個(gè)軟件定時(shí)器。

　　2 實(shí)現

　　2.1硬件定時(shí)器的底層封裝

　　硬件定時(shí)器底層封裝在圖1所示的clk_impl.*中實(shí)現。其中定義了一個(gè)初始化接口函數和一個(gè)定時(shí)器中斷的ISR(InterruptServiceRoutine)。令選用的硬件時(shí)鐘為定時(shí)器0(可在configClk.h中配置)。

　　(1) 初始化接口函數void_clkInit(void){}

　　用戶(hù)通過(guò)調用該接口函數，可周期性地執行相應的ISR—clkTick_ISR，從而形成邏輯上的系統時(shí)鐘。另外，本接口函數不為用戶(hù)直接訪(fǎng)問(wèn)，而在上層模塊clk.*中被調用。

　　(2) 定時(shí)器0的ISR—clkTick_ISR

　　voidclkTick_ISR(void)interrupt1usingREG_GRP_FOR_

　　SYS_CLK{}

　　其中：REG_GRP_FOR_SYS_CLK為定義于configClk.h中的可調參數，用來(lái)設定本ISR的工作寄存器組。