嵌入式時鐘管理器的設計與實現

　　目前，在嵌入式產品的研發中，低檔微處理器軟件多采用裸機開發模式實現。在這種開發模式中，常有如下需求：

　　(1) 在經歷特定的時間段后，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：設定硬件定時器，使其在后臺以特定周期對各相關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，若發現標志變量達到預定值，則執行特定操作。可見，上述需求需直接操作硬件定時器實現，其過程繁瑣，且需要用戶對相關硬件有深入了解。因此，本文設計、實現了一種使用方便的低端系統時鐘管理器。

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

　　時鐘管理器在實現中，將與硬件密切相關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。為使表述不過抽象，本文以8051系列單片機為目標系統處理器、C51為工具語言闡述該嵌入式時鐘管理器的設計與實現。

　　1 設計

　　該時鐘管理器模塊(文件)結構如圖1所示。

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

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

　　(3) clk.*模塊在clk_impl.*提供的HAL基礎上進一步封裝，通過一個鉤子(Hook)函數，為系統提供時鐘脈沖，且脈沖寬度可調(配置configClk.h中的相關宏參即可)。

　　(4) WdLib.*模塊為用戶應用提供多個軟件定時器。

　　2 實現

　　2.1硬件定時器的底層封裝

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

　　(1) 初始化接口函數void_clkInit(void){}

　　用戶通過調用該接口函數，可周期性地執行相應的ISR—clkTick_ISR，從而形成邏輯上的系統時鐘。另外，本接口函數不為用戶直接訪問，而在上層模塊clk.*中被調用。

　　(2) 定時器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，用來設定本ISR的工作寄存器組。