单片机嵌入式产生精确延时的一种方法

前段时间在编写延时程序时遇到了个定时器计数器回绕的问题，也就是计数器达到最大值后溢出，想找个简单的解决方案一直想不出来,函数如下：

void Delay(Uint16 ms)

{

Uint16 currcnt;

currcnt = TCNT; //get current cnt register val

while(TCNT < currcnt+ms);

}

TCNT为硬件的寄存器值，在做单片机程序时，精确的延时很常用，也很方便，可以用一个定时器来实现精确延时，上面为实现原理，但遇到一个问题就是上面简单的

处理后有个计数器溢出回绕的问题，利用变量可以解决但是感觉想找一个通用简单的方法一直没找到，突然看到Linux内核上关于时间比较的代码，激动呀，问题的答案

有了，内核的人还是很猛的，一句话搞定，我把小脑袋想破也没想出来，呵呵。

在linux编程中，经常使用jiffies作为时间的度量。通常都是使用unsigned long来保存jiffies的值，并用之比较时间的先后顺序。

但是即使是unsigned long的位数已经比较大了，jiffies仍然可能产生回绕问题。

比如unsigned long a = jiffies; sleep(some time)。这时jiffies回绕了，然后unsigned long b = jiffies。

由于jiffies回绕，b本来是发生在a之后的事件，可是b的值却小于a。

这种情况下，如果只是简单比较b>a来判断b是否发生在a之后，无疑是错误的。

Linux内核为了解决jiffies的回绕问题，提供了现成的宏，用于判断时间的先后。今天就以time_after为例，看看它为什么可以应对jiffies的回绕问题。

/*

* 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))

这个宏定义很简单，可以忽略typecheck，其就是用于检查参数的类型是否正确。如这里就是用于判断a和b是否为unsigned long类型。

最关键的就是((long)(b) - (long)(a) < 0)。

在理想的情况下，时间是可以不停增长的，后来的时间值一定比前面的值大。所以b-a一定小于0。然后计算机的世界不是一个理想的世界，

所有的值都有其位数限制的。在32位平台上，long的位数为32位。按照二进制补码的表示方式，从0到0x7fffffff的区间，值是逐渐递增的。

从0x80000000到0xFFFFFFFF这个区间，值是逐渐缩小的。

这就有4中情况：

1. a和b都在0到0x7FFFFFFF之间：

a若在b之后发生，则a的值大于b。那么(long)b-(long)a<0。

2. a和b都在0x80000000到0xFFFFFFFF之间：

a若在b之后发生，b为较大的负数，a为较小的负数，那么(long)b-(long)a<0。

3. b在0到0x7FFFFFFF之间，而a在0x80000000到0xFFFFFFFF之间：

a为负数。b-a，相当于b+(-a)。只要a与b之间的绝对差值小于或等于0x80000000，则b+(-a)仍然为负数。

4. b在0x80000000到0xFFFFFFFF之间，而a在0到0x7FFFFFFF之间：

b为负数，b-a等于b+(-a)。同样在a与b之间的绝对差值小于或等于0x80000000，则b+(-a)仍然为负数。

总结这四种情况，在a与b的绝对值相差不到0x80000000时，这个宏是正确的。而在利用jiffies作为时间度量和比较单位时，时间差并不会太大。

所以这个time_after可以有效的避免jiffies回绕问题。