C语言实现简单的定时器

下面是详细讲解“C语言实现简单的定时器”的完整攻略。

一、定时器基本概念

在计算机中，定时器是一种可以精确测量时间的硬件或软件设备。它可以用于各种计算机程序中，比如处理定时任务、测量延迟等等。

一般来说，定时器都会有一个计数器，当计数器达到一定值后，就会触发一个中断以执行相关处理。在实际编程中，我们需要用到定时器，往往需要先初始化定时器并设置计数器的初值和中断触发条件等参数，然后等待中断事件的发生。

二、C语言实现简单的定时器

在C语言中，可以使用信号机制来实现简单的定时器功能。具体来说，我们可以使用signal()函数来注册信号处理函数，然后使用alarm()函数在一定时间后触发信号。

下面是一个简单的示例：

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

static volatile int alarm_fired = 0;

void ding(int sig)
{
    alarm_fired = 1;
}

int main()
{
    pid_t pid;
    printf("Program starting...\n");

    pid = fork();
    switch(pid)
    {
        case -1:
            perror("fork failed");
            exit(1);
        case 0:
            sleep(5);
            printf("Child finished\n");
            kill(getppid(), SIGALRM);
            exit(0);
    }

    printf("Waiting for alarm to go off\n");
    (void) signal(SIGALRM, ding);
    alarm(10);

    pause();
    if (alarm_fired)
        printf("Ding!\n");
    printf("Done.\n");
    exit(0);
}

在这个示例中，我们通过signal()函数注册了一个信号处理函数ding()，然后使用alarm()函数在10秒后触发信号。在主函数中，我们使用pause()函数进入一个等待状态，直到信号处理函数执行完毕。

当定时器触发时，信号处理函数ding()会被执行。在这个函数中，我们设置了一个全局变量alarm_fired，用于标记定时器已经触发。在主函数中，我们检查这个变量的值，如果已经被设置，则输出Ding!。

三、实例说明

实例一：定时器示例

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<signal.h>

const int MAXCount = 2;

void alarm_handler(int signo)
{
    static int count = 0;

    if (++count <= MAXCount)
    {
        printf("alarm now %d.\n", count);
        alarm(1);
    }
    else
    {
        printf("done alarm.\n");
        exit(0);
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    /* code */
    if (signal(SIGALRM, alarm_handler) == SIG_ERR)
    {
        printf("set signal error.\n");
        return 0;
    }
    alarm(1);

    for (;;)
    {
        pause();
    }

    return 0;
}

这个示例使用signal()函数注册了一个信号处理函数alarm_handler()，然后使用alarm()函数在1秒后触发第一次信号。

当定时器触发时，信号处理函数alarm_handler()会被执行。在这个函数中，我们设置了一个静态变量count，用于统计定时器触发的次数。当count达到设定的最大计数值时，程序结束。

实例二：实现LED定时器

#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>

const int maxCount = 10;
const int pin = 0; // 使用wiringPi编码

int count = 0;

void handler(void)
{
    digitalWrite(pin, count % 2);
    ++count;

    if (count >= maxCount) {
        printf("done.\n");
        digitalWrite(pin, LOW);
        exit(0);
    }
}

int main()
{
    if(wiringPiSetup() < 0) {
        printf("WiringPiSetup error!");
        return -1;
    }

    pinMode(pin, OUTPUT);

    signal(SIGALRM, handler);

    struct itimerval tv;
    tv.it_interval.tv_sec = 1;
    tv.it_interval.tv_usec = 0;
    tv.it_value.tv_sec = 1;
    tv.it_value.tv_usec = 0;
    setitimer(ITIMER_REAL, &tv, NULL);

    while (1)
    {
    }

    return 0;
}

这个示例使用setitimer()函数实现了一个简单的LED定时器。每隔1s，会触发一次定时器事件，然后在信号处理函数中控制LED灯随着计数器进行闪烁，计数器到达最大值时程序结束。

为了实现这个定时器，我们使用了struct itimerval结构体来设置定时器参数。在主函数中，我们使用signal()函数注册了一个信号处理函数handler()，然后使用setitimer()函数设置定时器参数并启动定时器。

信号处理函数handler()在每次定时器事件触发时被调用。在这个函数中，我们通过计数器和digitalWrite()函数来实现LED灯的闪烁。当计数器达到设定的最大值时，程序结束。