Linux系统20ms高精度时序实现方法 (20ms精确定时 linux)
摘要：本文介绍了在Linux系统中实现20ms高精度时序的方法。首先介绍了系统时钟的原理和实现方式，然后介绍了内核定时器和用户态定时器的使用方法，最后介绍了使用Linux RT实现高精度定时器的方法。
一、引言
在嵌入式系统和实时控制系统中，高精度时序是非常重要的。Linux系统中提供了多种实现高精度时序的方法，本文将介绍如何在Linux系统中实现20ms高精度时序。
二、系统时钟原理
Linux系统中使用的是抢占式多任务操作系统，其时间管理的核心是系统时钟。系统时钟的工作原理如下：
1.时钟中断：系统时钟会定时向CPU发送一个中断信号，告诉CPU现在的时间。
2.硬件时钟：系统时钟采用定时器模块实现，一般是在CPU上集成的硬件定时器。
3.计数器：时钟中断发生时，系统时钟会读取定时器模块中的计数器，记录下当前时间。
4.时钟频率：时钟频率是指CPU每秒钟能产生多少时钟中断，一般为10ms或1ms。
三、内核定时器
内核定时器是Linux内核提供的一组定时器函数，它可以在内核中创建周期性或非周期性的定时器。内核定时器主要有以下几个接口：
1.init_timer(struct timer_list *timer); // 初始化定时器
2.add_timer(struct timer_list *timer); // 启动定时器
3.mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires); // 修改定时器
4.del_timer(struct timer_list *timer); // 删除定时器
示例代码：
#include
static struct timer_list mytimer;
static void myfunction(unsigned long data) {
// 定时器回调函数
}
int init_module(void) {
// 初始化定时器
init_timer(&mytimer);
// 设置定时器回调函数
mytimer.function = myfunction;
// 设置定时器超时时间
mytimer.expires = jiffies + 20*HZ/1000;
// 启动定时器
add_timer(&mytimer);
return 0;
}
四、用户态定时器
用户态定时器是通过使用POSIX定时器接口实现的，可以在用户态使用。它主要有以下几个接口：
1.timer_create(clockid_t clockid, struct sigevent *evp, timer_t *timerid); // 创建定时器
2.timer_settime(timer_t timerid, int flags, const struct itimerspec *new_value, struct itimerspec *old_value); // 设置定时器
3.timer_delete(timer_t timerid); // 删除定时器
示例代码：
#include
#include
void myfunction(int signo) {
// 定时器回调函数
}
int mn(int argc, char *argv[]) {
timer_t timerid;
struct sigevent sev;
struct itimerspec its;
// 设置定时器回调函数
sev.sigev_notify_function = myfunction;
sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
// 创建定时器
timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid);
// 设置定时器超时时间
its.it_value.tv_sec = 0;
its.it_value.tv_nsec = 20230000;
its.it_interval.tv_sec = 0;
its.it_interval.tv_nsec = 20230000;
// 启动定时器
timer_settime(timerid, 0, &its, NULL);
// 主循环
while(1) {
// 等待定时器回调函数执行完毕
}
// 删除定时器
timer_delete(timerid);
return 0;
}
五、RT高精度定时器
RT是一个开源的实时操作系统扩展，它提供了一组高精度的定时器函数，可以实现微秒级别的高精度计时。RT主要有以下几个接口：
1.rt_task_delete(RT_TASK *task); // 删除任务
2.rt_task_create(RT_TASK *task, const char *name, int stack_size, int priority, int mode); // 创建实时任务
3.rt_timer_start(RTTIMER *timer, void (*function)(union sigval), void *arg, RTIME timer_value); // 启动定时器
4.rt_timer_stop(RTTIMER *timer); // 停止定时器
示例代码：
#include
#include
#include
#include
RT_TASK mytask;
RTTIMER mytimer;
void myfunction(union sigval arg) {
// 定时器回调函数
}
int mn(int argc, char *argv[]) {
RTIME period;
// 创建实时任务
rt_task_create(&mytask, “mytask”, 0, 99, 0);
// 启动实时任务
rt_task_start(&mytask, mytask_function, NULL);
// 启动定时器
period = nano2count(20230000);
rt_timer_start(&mytimer, myfunction, NULL, period);
// 主循环
while(1) {
// 等待定时器回调函数执行完毕
}
// 删除定时器
rt_timer_stop(&mytimer);
// 删除实时任务
rt_task_delete(&mytask);
return 0;
}
六、
