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，僅由管網供水;在用水量較大時，定時開啟加壓系統，進行恒壓供水。為了實現定時開關機，系統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，則系統開機;如果實時時間大于關機時間且小于開機時間，則系統關機。

　　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，則系統關機;如果實時時間大于關機時間且小于開機時間，則系統開機。其結果正好和圖1(a)相反。

　　實際上，系統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小時內一次開關機情況真值表

　　經過分析，表1出現了無關項(X)，序號2和5所對應的比較結果是不會出現的。可以根據表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小時內多次定時開關機及其他情況

　　如圖2所示，24小時內設定了4組開關機時間。圖中陰影部分為關機的時間段。根據不同開、關機時間組，分別按照上述方法根據表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，系統才可以開機。

　　圖224小時內多次定時開關機

　　在某個非循環的固定時間段內(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，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(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，仍可以根據三者的比較結果，通過查表得到系統的輸出。

　　結語

　　本文提出一種利用查表法解決單片機應用系統中在一定循環周期內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或控制系統中。