一種基于查表的定時開關機判斷方法

　　引言

　　定時開關機是在每天、每周、每月等的定時開關機中常見的問題。例如居民生活區(qū)的加壓泵房，在用水量較少時(如深夜至凌晨)，定時關閉加壓系統(tǒng)，僅由管網(wǎng)供水;在用水量較大時，定時開啟加壓系統(tǒng)，進行恒壓供水。為了實現(xiàn)定時開關機，系統(tǒng)需要外接一個實時時鐘芯片(如DS1302)[1]，以獲得實時時間。

　　一定周期(如每天)的定時開關機，需要解決實時時間中的進位問題。以時分為例，明天的1:00比今天23:59離當前更遠，因為實際上前者相當于25:00。因此，如果要判斷時分的大小，需要同時比較日期，增加了判斷的難度。本文主要以24小時內(nèi)定時開關機為例，說明通過查表解決定時開關機判斷問題的方法，該方法只需要比較小時和分鐘。

　　124小時內(nèi)一次定時開關機

　　分為兩種情況進行分析。一種情況是，開機時間(即開機起始的時間)大于關機時間(即關機起始的時間)。例如開機時間為05:00，關機時間為02:00，如圖1(a)所示。另一種情況是，開機時間小于關機時間。例如開機時間為04:00，關機時間為23:00，如圖1(b)所示。圖中陰影部分均為關機的時間段。

　　圖1定時開關機的2種情況

　　從圖1(a)中可以看出，如果實時時間同時大于，或同時小于開機時間和關機時間，則系統(tǒng)開機;如果實時時間大于關機時間且小于開機時間，則系統(tǒng)關機。

　　從圖1(b)中可以看出，如果實時時間同時大于，或同時小于開機時間和關機時間，則系統(tǒng)關機;如果實時時間大于關機時間且小于開機時間，則系統(tǒng)開機。其結果正好和圖1(a)相反。

　　實際上，系統(tǒng)是否需要開機由以下3個時間的比較結果共同決定：實時時間與開機時間、實時時間與關機時間、開機時間與關機時間。這3種比較結果共有8種組合可能。根據(jù)以上分析即可得到表1，用0和1來表示它們之間的邏輯關系。

　　表124小時內(nèi)一次開關機情況真值表

　　經(jīng)過分析，表1出現(xiàn)了無關項(X)，序號2和5所對應的比較結果是不會出現(xiàn)的?？梢愿鶕?jù)表1編制出適合不同單片機的程序表格(如MCS51，Tab1:db 0，1，55h，0，1，55h，0，1)。其中無關項對應的結果可以用特定數(shù)值(如55h)表示出錯，由上層應用程序處理。在程序編制時，只需要將3種時間相互比較的結果經(jīng)過組合，就可以通過查表得到結果。開機時間與關機時間的比較結果在設定時即可確定并預先保存，在實際運行時只需要比較實時時間與開機時間、實時時間與關機時間。

　　224小時內(nèi)多次定時開關機及其他情況

　　如圖2所示，24小時內(nèi)設定了4組開關機時間。圖中陰影部分為關機的時間段。根據(jù)不同開、關機時間組，分別按照上述方法根據(jù)表1進行查表，將得到的所有結果相與，以決定開機或關機。只有實時時間滿足所有的開機時間條件時，系統(tǒng)才可以開機。

　　圖224小時內(nèi)多次定時開關機

　　在某個非循環(huán)的固定時間段內(nèi)(如2009101 06:00至 2009108 23:00)開機，實際上只需判斷實時時間是否在時間段內(nèi)，該情況默認關機時間大于開機時間。參考文獻[1]中的應用即此種情況。

　　以某個固定周期為循環(huán)(如每周、每月等)時，只需在3種時間相互比較大小時改變算法，仍可以根據(jù)三者的比較結果，通過查表得到系統(tǒng)的輸出。

　　結語

　　本文提出一種利用查表法解決單片機應用系統(tǒng)中在一定循環(huán)周期內(nèi)定時開關機判斷問題的方法。將實時時間、開機時間、關機時間三者相互比較，根據(jù)比較結果進行查表并確定控制結果。該方法簡單、實用，也可以用于其他嵌入式系統(tǒng)或控制系統(tǒng)中。