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用VC编写基于Windows的精确定时程序
2004-11-24 13:59 作者： 游志宇 出处： VC知识库 责任编辑：方舟
在工业生产控制系统中，有许多需要定时完成的操作，如定时显示当前时间，定时刷新屏幕上的进度条，上位 机定时向下位机发送命令和传送数据等。特别是在对控制性能要求较高的实时控制系统和数据采集系统中，就更需要精确定时操作。
众所周知，Windows 是基于消息机制的系统，任何事件的执行都是通过发送和接收消息来完成的。 这样就带来了一些问题，如一旦计算机的CPU被某个进程占用，或系统资源紧张时，发送到消息队列 中的消息就暂时被挂起，得不到实时处理。因此，不能简单地通过Windows消息引发一个对定时要求 严格的事件。另外，由于在Windows中已经封装了计算机底层硬件的访问，所以，要想通过直接利用 访问硬件来完成精确定时，也比较困难。所以在实际应用时，应针对具体定时精度的要求，采取相适 应的定时方法。
VC中提供了很多关于时间操作的函数，利用它们控制程序能够精确地完成定时和计时操作。本文详细介绍了 VC中基于Windows的精确定时的七种方式，如下图所示：
方式一：VC中的WM_TIMER消息映射能进行简单的时间控制。首先调用函数SetTimer()设置定时 间隔，如SetTimer(0,200,NULL)即为设置200ms的时间间隔。然后在应用程序中增加定时响应函数 OnTimer()，并在该函数中添加响应的处理语句，用来完成到达定时时间的操作。这种定时方法非常 简单，可以实现一定的定时功能，但其定时功能如同Sleep()函数的延时功能一样，精度非常低，最小 计时精度仅为30ms，CPU占用低，且定时器消息在多任务操作系统中的优先级很低，不能得到及时响 应，往往不能满足实时控制环境下的应用。只可以用来实现诸如位图的动态显示等对定时精度要求不高的情况。如示例工程中的Timer1。
方式二：VC中使用sleep()函数实现延时，它的单位是ms，如延时2秒，用sleep(2000)。精度非常 低，最小计时精度仅为30ms，用sleep函数的不利处在于延时期间不能处理其他的消息，如果时间太 长，就好象死机一样，CPU占用率非常高，只能用于要求不高的延时程序中。如示例工程中的Timer2。
方式三：利用COleDateTime类和COleDateTimeSpan类结合WINDOWS的消息处理过程来实现秒级延时。如示例工程中的Timer3和Timer3_1。以下是实现2秒的延时代码：
COleDateTime start_time = COleDateTime::GetCurrentTime();COleDateTimeSpan end_time= COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;while(end_time.GetTotalSeconds()< 2) //实现延时2秒{ MSG msg;GetMessage(&msg,NULL,0,0);TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg);//以上四行是实现在延时或定时期间能处理其他的消息， //虽然这样可以降低CPU的占有率，//但降低了延时或定时精度，实际应用中可以去掉。end_time = COleDateTime::GetCurrentTime()-start_time;}//这样在延时的时候我们也能够处理其他的消息。
方式四：在精度要求较高的情况下，VC中可以利用GetTickCount()函数，该函数的返回值是 DWORD型，表示以ms为单位的计算机启动后经历的时间间隔。精度比WM_TIMER消息映射高，在较 短的定时中其计时误差为15ms，在较长的定时中其计时误差较低，如果定时时间太长，就好象死机一样，CPU占用率非常高，只能用于要求不高的延时程序中。如示例工程中的Timer4和Timer4_1。下列代码可以实现50ms的精确定时：
DWORD dwStart = GetTickCount();DWORD dwEnd = dwStart;do{ dwEnd = GetTickCount()-dwStart;}while(dwEnd <50);
为使GetTickCount()函数在延时或定时期间能处理其他的消息，可以把代码改为：
DWORD dwStart = GetTickCount();DWORD dwEnd = dwStart;do{ MSG msg; GetMessage(&msg,NULL,0,0); TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); dwEnd = GetTickCount()-dwStart;}while(dwEnd <50);
虽然这样可以降低CPU的占有率，并在延时或定时期间也能处理其他的消息，但降低了延时或定时精度。
方式五：与GetTickCount()函数类似的多媒体定时器函数DWORD timeGetTime(void)，该函数定时精 度为ms级，返回从Windows启动开始经过的毫秒数。微软公司在其多媒体Windows中提供了精确定时器的底 层API持，利用多媒体定时器可以很精确地读出系统的当前时间，并且能在非常精确的时间间隔内完成一 个事件、函数或过程的调用。不同之处在于调用DWORD timeGetTime(void) 函数之前必须将 Winmm.lib 和 Mmsystem.h 添加到工程中，否则在编译时提示DWORD timeGetTime(void)函数未定义。由于使用该 函数是通过查询的方式进行定时控制的，所以，应该建立定时循环来进行定时事件的控制。如示例工程中的Timer5和Timer5_1。
方式六：使用多媒体定时器timeSetEvent()函数，该函数定时精度为ms级。利用该函数可以实现周期性的函数调用。如示例工程中的Timer6和Timer6_1。函数的原型如下：
MMRESULT timeSetEvent（ UINT uDelay, UINT uResolution, LPTIMECALLBACK lpTimeProc, WORD dwUser, UINT fuEvent ）
该函数设置一个定时回调事件，此事件可以是一个一次性事件或周期性事件。事件一旦被激活，便调用指定的回调函数， 成功后返回事件的标识符代码，否则返回NULL。函数的参数说明如下：
uDelay：以毫秒指定事件的周期。
Uresolution：以毫秒指定延时的精度，数值越小定时器事件分辨率越高。缺省值为1ms。
LpTimeProc：指向一个回调函数。
DwUser：存放用户提供的回调数据。
FuEvent：指定定时器事件类型：
TIME_ONESHOT：uDelay毫秒后只产生一次事件
TIME_PERIODIC ：每隔uDelay毫秒周期性地产生事件。
具体应用时，可以通过调用timeSetEvent()函数，将需要周期性执行的任务定义在LpTimeProc回调函数 中(如：定时采样、控制等)，从而完成所需处理的事件。需要注意的是，任务处理的时间不能大于周期间隔时间。另外，在定时器使用完毕后， 应及时调用timeKillEvent()将之释放。
方式七：对于精确度要求更高的定时操作，则应该使用QueryPerformanceFrequency()和 QueryPerformanceCounter()函数。这两个函数是VC提供的仅供Windows 95及其后续版本使用的精确时间函数，并要求计算机从硬件上支持精确定时器。如示例工程中的Timer7、Timer7_1、Timer7_2、Timer7_3。
QueryPerformanceFrequency()函数和QueryPerformanceCounter()函数的原型如下：
BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER ＊lpFrequency);BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER ＊lpCount);
数据类型ARGE_INTEGER既可以是一个8字节长的整型数，也可以是两个4字节长的整型数的联合结构， 其具体用法根据编译器是否支持64位而定。该类型的定义如下：
typedef union _LARGE_INTEGER{ struct { DWORD LowPart ;// 4字节整型数 LONG HighPart;// 4字节整型数 }; LONGLONG QuadPart ;// 8字节整型数}LARGE_INTEGER ;
在进行定时之前，先调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率， 然后在需要严格定时的事件发生之前和发生之后分别调用QueryPerformanceCounter()函数，利用两次获得的计数之差及时钟频率，计算出事件经 历的精确时间。下列代码实现1ms的精确定时：
LARGE_INTEGER litmp; LONGLONG QPart1,QPart2;double dfMinus, dfFreq, dfTim; QueryPerformanceFrequency(&litmp);dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率QueryPerformanceCounter(&litmp);QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值do{ QueryPerformanceCounter(&litmp); QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值 dfMinus = (double)(QPart2-QPart1); dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值，单位为秒}while(dfTim<0.001);
其定时误差不超过1微秒，精度与CPU等机器配置有关。 下面的程序用来测试函数Sleep(100)的精确持续时间：
LARGE_INTEGER litmp; LONGLONG QPart1,QPart2;double dfMinus, dfFreq, dfTim; QueryPerformanceFrequency(&litmp);dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率QueryPerformanceCounter(&litmp);QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值Sleep(100);QueryPerformanceCounter(&litmp);QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值，单位为秒
由于Sleep()函数自身的误差，上述程序每次执行的结果都会有微小误差。下列代码实现1微秒的精确定时：
LARGE_INTEGER litmp; LONGLONG QPart1,QPart2;double dfMinus, dfFreq, dfTim; QueryPerformanceFrequency(&litmp);dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率QueryPerformanceCounter(&litmp);QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值do{ QueryPerformanceCounter(&litmp); QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值 dfMinus = (double)(QPart2-QPart1); dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值，单位为秒}while(dfTim<0.000001);
其定时误差一般不超过0.5微秒，精度与CPU等机器配置有关。
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使用CPU时间戳进行高精度计时
从一论坛看到的转贴，不知道作者名。 对关注性能的程序开发人员而言，一个好的计时部件既是益友，也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程，又是一件有力的调试武器，在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈，或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。 在Windows平台下，常用的计时器有两种，一种是timeGetTime多媒体计时器，它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器，随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员，善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。 本文要介绍的，是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书，第15页－17页，有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论，可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。 在Intel Pentium以上级别的CPU中，有一个称为“时间戳（Time Stamp）”的部件，它以64位无符号整型数的格式，记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高，因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。 在Pentium以上的CPU中，提供了一条机器指令RDTSC（Read Time Stamp Counter）来读取这个时间戳的数字，并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器，所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样：inline unsigned __int64 GetCycleCount(){__asm RDTSC}
但是不行，因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持，所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31，如下：
inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
__asm _emit 0x0F
__asm _emit 0x31
}
以后在需要计数器的场合，可以像使用普通的Win32 API一样，调用两次GetCycleCount函数，比较两个返回值的差，像这样：
unsigned long t;
t = (unsigned long)GetCycleCount();
//Do Something time-intensive ...
t -= (unsigned long)GetCycleCount();
《Windows图形编程》第15页编写了一个类，把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时，做了一点小小的改进，把执行RDTSC指令的时间，通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来，以后每次计时结束后，都从实际得到的计数中减掉这一小段时间，以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测，这条指令大概花掉了几十到100多个周期，在Celeron 800MHz的机器上，这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说，这点时间完全可以忽略不计；而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说，这个补偿也过于粗糙了。
这个方法的优点是：
1. 高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度（在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒），这是其他计时方法所难以企及的。
2.成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmm.lib，QueryPerformance* 函数根据MSDN的说明，需要硬件的支持（虽然我还没有见过不支持的机器）和KERNEL库的支持，所以二者都只能在Windows平台下使用（关于DOS平台下的高精度计时问题，可以参考《图形程序开发人员指南》，里面有关于控制定时器8253的详细说明）。但RDTSC指令是一条CPU指令，凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持，甚至没有平台的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用，但没有条件试验），而且函数调用的开销是最小的。
3.具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒，这样只要知道了CPU的主频，可以直接计算出时间。这和QueryPerformanceCount不同，后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。
这个方法的缺点是：
1.现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令，需要用直接嵌入机器码的方式编程，比较麻烦。
2. 数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言，精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime来计时，基本上每次计时的结果都是相同的；而RDTSC指令每次结果都不一样，经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。
关于这个方法计时的最大长度，我们可以简单的用下列公式计算：
自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率（Hz）
64位无符号整数所能表达的最大数字是1.8×10^19，在我的Celeron 800上可以计时大约700年（书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年，这个数字不知道是怎么得出来的，与我的计算有出入）。无论如何，我们大可不必关心溢出的问题。
下面是几个小例子，简要比较了三种计时方法的用法与精度
//Timer1.cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15
//编译行：CL Timer1.cpp /link USER32.lib
#include
#include "KTimer.h"
main()
{
unsigned t;
KTimer timer;
timer.Start();
Sleep(1000);
t = timer.Stop();
printf("Lasting Time: %d\n",t);
}
//Timer2.cpp 使用了timeGetTime函数
//需包含
//简单包含
//编译行：CL timer2.cpp /link winmm.lib
#include
#include
main()
{
DWORD t1, t2;
t1 = timeGetTime();
Sleep(1000);
t2 = timeGetTime();
printf("Begin Time: %u\n", t1);
printf("End Time: %u\n", t2);
printf("Lasting Time: %u\n",(t2-t1));
}
//Timer3.cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数
//编译行：CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib
#include
#include
main()
{
LARGE_INTEGER t1, t2, tc;
QueryPerformanceFrequency(&tc);
printf("Frequency: %u\n", tc.QuadPart);
QueryPerformanceCounter(&t1);
Sleep(1000);
QueryPerformanceCounter(&t2);
printf("Begin Time: %u\n", t1.QuadPart);
printf("End Time: %u\n", t2.QuadPart);
printf("Lasting Time: %u\n",( t2.QuadPart- t1.QuadPart));
}
////////////////////////////////////////////////
//以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间
file://测/试环境：Celeron 800MHz / 256M SDRAM
// Windows 2000 Professional SP2
// Microsoft Visual C++ 6.0 SP5
////////////////////////////////////////////////
以下是Timer1的运行结果，使用的是高精度的RDTSC指令
Lasting Time: 804586872
以下是Timer2的运行结果，使用的是最粗糙的timeGetTime API
Begin Time: 20254254
End Time: 20255255
Lasting Time: 1001
以下是Timer3的运行结果，使用的是QueryPerformanceCount API
Frequency: 3579545
Begin Time: 3804729124
End Time: 3808298836
Lasting Time: 3569712
对于wince, 只有采用KTimer那种方式，因为QueryPerformanceFrequency，timeGetTime均不支持。
Visual C++实现微秒级精度定时器
所属类别：VC++
推荐指数：★★★☆
文档人气：1117
本周人气：10
发布日期：2006-6-25
在工业生产控制系统中，有许多需要定时完成的操作，如：定时显示当前时间，定时刷新屏幕上的进度条，上位机定时向下位机发送命令和传送数据等。特别是在对控制性能要求较高的控制系统和数据采集系统中，就更需要精确定时操作。众所周知，Windows是基于消息机制的系统，任何事件的执行都是通过发送和接收消息来完成的。这样就带来了一些问题，如一旦计算机的CPU被某个进程占用，或系统资源紧张时，发送到消息队列中的消息就暂时被挂起，得不到实时处理。因此，不能简单地通过Windows消息引发一个对定时要求严格的事件。另外，由于在Windows中已经封装了计算机底层硬件的访问，所以要想通过直接利用访问硬件来完成精确定时，也比较困难。在实际应用时，应针对具体定时精度的要求，采取与之相适应的定时方法。
本实例实现了一中微秒级的精确定时，程序的界面提供了两个"Edit"编辑框，其中一个编辑框输入用户理想的定时长度，另外一个编辑框返回实际的时间长度，经过大量的实验测试，一般情况下误差不超过5个微秒。程序的运行界面如图一所示：
图一、实现微秒级的精确定时器
一、实现方法
Visual C++中提供了很多关于时间操作的函数，利用它们控制程序能够精确地完成定时和计时操作。Visaul C++中的WM_TIMER消息映射能进行简单的时间控制。首先调用函数SetTimer()设置定时间隔（退出程序时别忘了调用和SetTimer()配对使用的KillTimer()函数），如SetTimer(0,200,NULL)即为设置200ms的时间间隔。然后在应用程序中增加定时响应函数OnTimer()，并在该函数中添加响应的处理语句，用来完成到达定时时间的操作。这种定时方法非常简单，但其定时功能如同Sleep()函数的延时功能一样，精度非常低，只可以用来实现诸如位图的动态显示等对定时精度要求不高的情况。
微软公司在其多媒体Windows中提供了精确定时器的底层API支持。利用多媒体定时器可以很精确地读出系统的当前时间，并且能在非常精确的时间间隔内完成一个事件、函数或过程的调用。利用多媒体定时器的基本功能，可以通过两种方法实现精确定时。1）使用timeGetTime()函数，该函数定时精度为ms级，返回从Windows启动开始所经过的时间。由于使用该函数是通过查询的方式进行定时控制的，所以，应该建立定时循环来进行定时事件的控制。2）使用timeSetEvent()函数，该函数原型如下：
MMRESULT timeSetEvent(UINT uDelay，UINT uResolution，LPTIMECALLBACK lpTimeProc，DWORD dwUser，UINT fuEvent)；
该函数的参数说明如下：参数uDelay表示延迟时间；参数uResolution表示时间精度，在Windows中缺省值为1ms；lpTimeProc表示回调函数，为用户自定义函数，定时调用； 参数dwUser表示用户提供的回调数据；参数fuEvent为定时器的事件类型，TIME_ONESHOT表示执行一次；TIME_PERIODIC：周期性执行。具体应用时，可以通过调用timeSetEvent()函数，将需要周期性执行的任务定义在lpTimeProc回调函数中(如：定时采样、控制等)，从而完成所需处理的事件。需要注意的是：任务处理的时间不能大于周期间隔时间。另外，在定时器使用完毕后，应及时调用timeKillEvent()将之释放。下面这段代码的主要功能是设置两个时钟定时器，一个间隔是1ms，一个间隔是2s。每执行一次，把当前系统时钟值输入文件"cure.out"中，以比较该定时器的精确度。
# define ONE_MILLI_SECOND 1 //定义1ms和2s时钟间隔，以ms为单位 ；# define TWO_SECOND 2000 # define TIMER_ACCURACY 1 //定义时钟分辨率，以ms为单位 UINT wTimerRes_1ms,wTimerRes_2s； //定义时间间隔 UINT wAccuracy; //定义分辨率 UINT TimerID_1ms,TimerID_2s; //定义定时器句柄///////////////////////////////CCureApp::CCureApp():fout("cure.out", ios::out) //打开输出文件"cure.out"；{ // 给时间间隔变量赋值 wTimerRes_1ms = ONE_MILLI_SECOND; wTimerRes_2s = TWO_SECOND; TIMECAPS tc; //利用函数timeGetDevCaps取出系统分辨率的取值范围，如果无错则继续； if(timeGetDevCaps(＆tc,sizeof(TIMECAPS))==TIMERR_NOERROR) { wAccuracy=min(max(tc.wPeriodMin, //分辨率的值不能超出系统的取值范围 TIMER_ACCURACY),tc.wPeriodMax); //调用timeBeginPeriod函数设置定时器的分辨率 timeBeginPeriod(wAccuracy); //设置定时器 InitializeTimer(); } } CCureApp:: ～CCureApp() { fout <<"结束时钟"<< endl; //结束时钟 timeKillEvent(TimerID_1ms); // 删除两个定时器 timeKillEvent(TimerID_2s); // 删除设置的分辨率 timeEndPeriod(wAccuracy); } void CCureApp::InitializeTimer() { StartOneMilliSecondTimer(); StartTwoSecondTimer(); } //1ms定时器的回调函数，类似于中断处理程序，一定要声明为全局PASCAL函数，//否则编译会有问题 void PASCAL OneMilliSecondProc(UINT wTimerID, UINT msg,DWORD dwUser,DWORD dwl,DWORD dw2) { // 定义计数器 static int ms = 0; CCureApp ＊app = (CCureApp ＊)dwUser; // 取得系统时间,以ms为单位 DWORD osBinaryTime = GetTickCount(); //输出计数器值和当前系统时间 app－>fout<<＋＋ms<<":1ms:" } // 加装1ms定时器 void CCureApp::StartOneMilliSecondTimer() { if((TimerID_1ms = timeSetEvent(wTimerRes_1ms, wAccuracy， (LPTIMECALBACK) OneMil liSecondProc, // 回调函数； (DWORD)this， // 用户传送到回调函数的数据； TIME_PERIODIC)) == 0)//周期调用定时处理函数； { AfxMessageBox("不能进行定时！", MB_OK | MB_ICONASTERISK); } else fout << "16ms 计 时:" << endl; //不等于0表明加装成功，返回此定时器的句柄； }
在精度要求较高的情况下，如要求定时误差不大于1ms时，还可以利用GetTickCount()函数返回自计算机启动后的时间，该函数的返回值是DWORD型，表示以ms为单位的计算机启动后经历的时间间隔。通过两次调用GetTickCount()函数，然后控制它们的差值来取得定时效果.下列的代码可以实现50ms的精确定时，其误差是毫秒级的。
// 起始值和中止值DWORD dwStart, dwStop ; dwStop = GetTickCount(); while(TRUE) { // 上一次的中止值变成新的起始值 dwStart = dwStop ; // 此处添加相应控制语句 do { dwStop = GetTickCount() ; }while(dwStop － 50 < dwStart) ; }
用上述两种方式取得的定时效果虽然在许多场合已经满足实际的要求，但由于它们的精度只有毫秒级的，而且在要求定时时间间隔小时，实际定时误差大。对于精确度要求更高的定时操作，则应该使用QueryPerformanceFrequency()和QueryPerformanceCounter()函数。这两个函数是Visual C++提供并且仅供Windows 95及其后续版本使用，其精度与CPU的时钟频率有关，它们要求计算机从硬件上支持精确定时器。QueryPerformanceFrequency()函数和QueryPerformanceCounter()函数的原型如下：
BOOL QueryPerformanceFrequency (LARGE_INTEGER ＊lpFrequency)；BOOL QueryPerformanceCounter (LARGE_INTEGER ＊lpCount)；
上述两个函数的参数的数据类型LARGE_INTEGER既可以是一个8字节长的整型数，也可以是两个4字节长的整型数的联合结构，其具体用法根据编译器是否支持64位而定。该类型的定义如下：
typedef union _LARGE_INTEGER{ struct{ DWORD LowPart ; // 4字节整型数 LONG HighPart ; // 4字节整型数 }; LONG QuadPart ; // 8字节整型数} LARGE_INTEGER ;
使用QueryPerformanceFrequency()和QueryPerformanceCounter()函数进行精确定时的步骤如下：
1、首先调用QueryPerformanceFrequency()函数取得高精度运行计数器的频率f，单位是每秒多少次（n/s），此数一般很大；
2、在需要定时的代码的两端分别调用QueryPerformanceCounter()以取得高精度运行计数器的数值n1、n2，两次数值的差值通过f换算成时间间隔，t=(n2-n1)/f，当t大于或等于定时时间长度时，启动定时器；
二、编程步骤
1、启动Visual C++6.0，生成一个基于对话框的应用程序，将程序命名为"HightTimer"；
2、在对话框面板中添加控件，布局如图一所示，其中包含两个静态文本框，两个编辑框和两个按纽。上面和下面位置的编辑框的ID分别为IDC_TEST和IDC_ACTUAL，"EXIT"按纽的ID为IDOK，"TEST"按纽ID为ID_TEST；
3、通过Class Wizard添加成员变量，两个编辑框控件分别对应为DWORD m_dwTest和DWORD m_dwAct，另外添加"TEST"按纽的鼠标单击消息处理函数；
4、添加代码，编译运行程序。
三、程序代码
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////LARGE_INTEGER MySleep(LARGE_INTEGER Interval) // 功能：执行实际的延时功能，Interval 参数为需要执行的延时与时间有关的数量，此函数返回执//行后实际所用的时间有关的数量 ； { LARGE_INTEGER privious, current, Elapse; QueryPerformanceCounter( &privious ); current = privious; while( current.QuadPart - privious.QuadPart < Interval.QuadPart ) QueryPerformanceCounter( ¤t ); Elapse.QuadPart = current.QuadPart - privious.QuadPart; return Elapse; }void CHightTimerDlg::OnTest() { // TODO: Add your control notification handler code here UpdateData(TRUE); //取输入的测试时间值到与编辑框相关联的成员变量m_dwTest中 ； LARGE_INTEGER frequence; //取高精度运行计数器的频率，若硬件不支持则返回FALSE if(!QueryPerformanceFrequency( &frequence)) MessageBox("Your computer hardware doesn't support the high-resolution performance counter", "Not Support", MB_ICONEXCLAMATION | MB_OK); LARGE_INTEGER test, ret; //通过频率换算微秒数到对应的数量（与CPU时钟有关），1秒=1000000微秒； test.QuadPart = frequence.QuadPart * m_dwTest / 1000000; ret = MySleep( test ); //调用此函数开始延时，返回实际花销的数量 ； m_dwAct = (DWORD)(1000000 * ret.QuadPart / frequence.QuadPart ); //换算到微秒数； UpdateData(FALSE); //显示到对话框面板 ；}
四、小结
本实例介绍了实现精确定时的不同方法，尤其是对于需要精确到微秒级别的定时处理，给出了实现的方法和代码，细心的读者朋友在运行程序的过程中可能会发现要求的定时长度和实际返回的时间长度还是有一些差异的，造成上述情况的原因是由于在进行定时处理时，还需要运行一些简单的循环代码，所以会产生微秒级的误差
Windows下的高精度计时和高频事件的产生
作者：戎亚新
南京航空航天大学仿真与控制实验室
下载源代码
在开发 Windows 下的应用程序时，经常需要用的计时，尤其在一些对时间要求比较高的程序中，计时的精确性是很重要的，本文介绍了两种精确计时的方法，计时的精度可以达到ms级，而且可以认为它是精确的，可以在大多数情况下作为时间的基准。
1. 用API函数::timeGetTime()获取从开机到现在经过的ms数，它的返回类型为DWORD类型，因此它的最大计时长度为2^32ms,约等于49天，::timeGetTime()是一个多媒体函数，所以它的优先级是很高的，一般可以将它看成是精确的。
2. 用查询系统定时器的计数值的方法，用到的API函数是QueryPerformanceCounter、QueryPerformanceFrequency，方法是用当前计数值减去开始计时时刻的计数值，得到计数差值，再除以系统定时器的频率就是计的时间，通常系统定时器的频率非常高，我在 intel845e 的主板上达到了3579545hz，当然对于不同的主板，它的频率是不同的。程序运行的结果 如图一所示：
图一
这种计时方法要用另外一个线程专门来查询系统定时器的计数值，这就用到了多线程的知识。由于线程的调用是需要处理器时间的，所以在本中，多线程定时器的时间总要落后于多媒体定时器时间。但在中间的任何一个读取时间的时刻都是非常精确的，只是从读取到显示有一个延迟过程。
下面讲一下Windows高频事件的产生，还是利用上面两种方法，Windows下有一个多媒体定时器，用法为一组API函数的调用，它们是：
MMRESULT timeBeginPeriod( UINT uPeriod ) ;
MMRESULT timeSetEvent( UINT uDelay,
UINT uResolution,
LPTIMECALLBACK lpTimeProc,
DWORD dwUser,
UINT fuEvent
);
void CALLBACK TimeProc( UINT uID,
UINT uMsg,
DWORD dwUser,
DWORD dw1,
DWORD dw2
);
MMRESULT timeKillEvent( UINT uTimerID );
MMRESULT timeEndPeriod( UINT uPeriod );
其中timeBeginPeriod是用来设置最高定时精度的，最高精度为1ms，如果要产生间隔为1ms的中断，必须调用timeBeginPeriod（1）；当定时器用完之后就要用timeEndPeriod(1);来恢复默认的精度。具体使用方法为在timeBeginPeriod（1）调用之后用timeSetEvent()注册一个回调函数，即一个中断处理过程。它还可以向回调函数传递一个参数，通常可以传送一个窗口句柄之类的东西。而回调函数TimeProc则从dwwUser参数中取出传递的参数使用。在Windows下，可以用这种方法进行1ms精度的定时数据采集，数据发送，但要保证1ms能完成所有的操作和运算。本人经过实践证明，用它来实现控制的精度是足够的。
第二种方法还是使用多线程查询系统定时器计数值，它与上面提到的方法相比有优点也有缺点，缺点是精度不够高，优点是产生的间隔能突破1ms的限制，可以达到更小的间隔，理论上事件产生的频率可以和系统定时器的频率一样。主要示例代码如下：
UINT Timer(LPVOID pParam)
{
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)& gl_BeginTime );
while(gl_bStart)
{
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *)&gl_CurrentTime );
If(gl_CurrentTime - gl_BeginTime > 1.0/Interval )
{
//定时的事件，比如发送数据到端口，采集数据等
gl_BeginTime = gl_CurrentTime；
}
}
return 1;
}
这是多线程中的一个线程函数，Interval是产生事件的间隔，如果为0.001则为1ms产生一次，理论上如果Interval为1，则以最大的频率产生事件。即可以用Windows产生很高频率的事件，但是由于线程的调用是要有时间的，有的时候可能会造成这个线程一直没有得到执行，从而造成有一段时间没有进行计数，这段时间的定时事件就没有产生了，如果定时的频率越高，丢失的可能性就越大。但如果用它来产生高频随时间变化的随机信号还是很有价值的。这在实时仿真中尤其如此。
具体的实现请参看详细的例子代码。
如有疑问，请与我联系：
qq：21881480
email：bsrong@elong.com 或 bsrong_nuaa@msn.com
1.project setting 的link设置winmm.lib 库
2.#include
#include "mmsystem.h"
3.
DWORD dwOldTime=timeGetTime();
//...
DWORD dwCurTime=timeGetTime();
DWORD dwLen = dwCurTime - dwOldTime;
使用多媒体定时器还需要加入 winmm.lib 库文件！ (project-setting里面)
主题 VC＋＋的链接错误LNK2001(ZT)
学习VC＋＋时经常会遇到链接错误LNK2001，该错误非常讨厌，因为对于
编程者来说，最好改的错误莫过于编译错误，而一般说来发生连接错误时，
编译都已通过。产生连接错误的原因非常多，尤其LNK2001错误，常常使人不
明其所以然。如果不深入地学习和理解VC＋＋，要想改正连接错误LNK2001非
常困难。
初学者在学习VC＋＋的过程中，遇到的LNK2001错误的错误消息主要为：
unresolved external symbol “symbol”（不确定的外部“符号”）。
如果连接程序不能在所有的库和目标文件内找到所引用的函数、变量或
标签，将产生此错误消息。一般来说，发生错误的原因有两个：一是所引用
的函数、变量不存在、拼写不正确或者使用错误；其次可能使用了不同版本
的连接库。
以下是可能产生LNK2001错误的原因：
一．由于编码错误导致的LNK2001。
1．不相匹配的程序代码或模块定义（.DEF）文件能导致LNK2001。例如,
如果在C＋＋ 源文件内声明了一变量“var1”，却试图在另一文件内以变量
“VAR1”访问该变量,将发生该错误。
2．如果使用的内联函数是在.CPP文件内定义的，而不是在头文件内定
义将导致LNK2001错误。
3．调用函数时如果所用的参数类型同函数声明时的类型不符将会产生
LNK2001。
4．试图从基类的构造函数或析构函数中调用虚拟函数时将会导致LNK2001。
5．要注意函数和变量的可公用性，只有全局变量、函数是可公用的。
静态函数和静态变量具有相同的使用范围限制。当试图从文件外部访问
任何没有在该文件内声明的静态变量时将导致编译错误或LNK2001。
函数内声明的变量（局部变量） 只能在该函数的范围内使用。
C＋＋ 的全局常量只有静态连接性能。这不同于C，如果试图在C＋＋的
多个文件内使用全局变量也会产生LNK2001错误。一种解决的方法是需要时在
头文件中加入该常量的初始化代码，并在.CPP文件中包含该头文件；另一种
方法是使用时给该变量赋以常数。
二．由于编译和链接的设置而造成的LNK2001
1．如果编译时使用的是/NOD（/NODEFAULTLIB）选项，程序所需要的运行
库和MFC库在连接时由编译器写入目标文件模块， 但除非在文件中明确包含
这些库名，否则这些库不会被链接进工程文件。在这种情况下使用/NOD将导
致错误LNK2001。
2．如果没有为wWinMainCRTStartup设定程序入口，在使用Unicode和MFC
时将得到“unresolved external on _WinMain@16”的LNK2001错误信息。
3．使用/MD选项编译时,既然所有的运行库都被保留在动态链接库之内，
源文件中对“func”的引用，在目标文件里即对“__imp__func” 的引用。
如果试图使用静态库LIBC.LIB或LIBCMT.LIB进行连接，将在__imp__func上发
生LNK2001；如果不使用/MD选项编译，在使用MSVCxx.LIB连接时也会发生LNK2001。
4．使用/ML选项编译时，如用LIBCMT.LIB链接会在_errno上发生LNK2001。
5．当编译调试版的应用程序时，如果采用发行版模态库进行连接也会产
生LNK2001；同样，使用调试版模态库连接发行版应用程序时也会产生相同的
问题。
6．不同版本的库和编译器的混合使用也能产生问题，因为新版的库里可
能包含早先的版本没有的符号和说明。
7．在不同的模块使用内联和非内联的编译选项能够导致LNK2001。如果
创建C＋＋库时打开了函数内联（/Ob1或/Ob2），但是在描述该函数的相应头
文件里却关闭了函数内联（没有inline关键字），这时将得到该错误信息。
为避免该问题的发生，应该在相应的头文件中用inline关键字标志内联函数。
8．不正确的/SUBSYSTEM或/ENTRY设置也能导致LNK2001。
其实，产生LNK2001的原因还有很多，以上的原因只是一部分而已，对初
学者来说这些就够理解一阵子了。但是，分析错误原因的目的是为了避免错
误的发生。LNK2001错误虽然比较困难，但是只要注意到了上述问题，还是能
够避免和予以解决的。
1. Windows子系统设置错误, 提示:
libcmtd.lib(crt0.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol _main
Windows项目要使用Windows子系统, 而不是Console, 可以这样设置:
[Project] --> [Settings] --> 选择"Link"属性页,
在Project Options中将/subsystem:console改成/subsystem:windows
2. Console子系统设置错误, 提示:
LIBCD.lib(wincrt0.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol _WinMain@16
控制台项目要使用Console子系统, 而不是Windows, 设置:
[Project] --> [Settings] --> 选择"Link"属性页,
在Project Options中将/subsystem:windows改成/subsystem:console
3. 程序入口设置错误, 提示:
msvcrtd.lib(crtexew.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol _WinMain@16
通常, MFC项目的程序入口函数是WinMain, 如果编译项目的Unicode版本, 程序入口必须改为wWinMainCRTStartup, 所以需要重新设置程序入口:
[Project] --> [Settings] --> 选择"Link"属性页,
在Category中选择Output,
再在Entry-point symbol中填入wWinMainCRTStartup, 即可
(发表于2006-10-8 16:49:00)
adam830:4. 线程运行时库设置错误, 提示:
nafxcwd.lib(thrdcore.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __beginthreadex
nafxcwd.lib(thrdcore.obj) : error LNK2001: unresolved external symbol __endthreadex
这是因为MFC要使用多线程时库, 需要更改设置:
[Project] --> [Settings] --> 选择"C/C++"属性页,
在Category中选择Code Generation,
再在Use run-time library中选择Debug Multithreaded或者multithreaded
其中,
Single-Threaded 单线程静态链接库(release版本)
Multithreaded 多线程静态链接库(release版本)
multithreaded DLL 多线程动态链接库(release版本)
Debug Single-Threaded 单线程静态链接库(debug版本)
Debug Multithreaded 多线程静态链接库(debug版本)
Debug Multithreaded DLL 多线程动态链接库(debug版本)
单线程: 不需要多线程调用时, 多用在DOS环境下
多线程: 可以并发运行
静态库: 直接将库与程序Link, 可以脱离MFC库运行
动态库: 需要相应的DLL动态库, 程序才能运行
release版本: 正式发布时使用
debug版本: 调试阶段使用
(发表于2006-10-8 16:49:00)
多媒体定时器对实现高精度定时是很理想的工具，而且其精度是十分可靠的。但是，多媒体定时器也并不是完美的。因为它可靠的精度是建立在对系统资源的消耗之上的。因此，在利用多媒体定时器完成工作的同时，必须注意以下几点：
---- 1． 多媒体定时器的设置分辨率不能超出系统许可范围。
---- 2． 在使用完定时器以后，一定要及时删除定时器及其分辨率，否则系统会越来越慢。
---- 3． 多媒体定时器在启动时，将自动开辟一个独立的线程。在定时器线程结束之前，注意一定不能再次启动该定时器，不然将迅速造成死机。
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