关于邵子扬新书中“软件定时器”中一点问题

yikuang

邵子扬新书《AVR单片机应用专题精讲》软件定时器的例子：

// 定时器类型
#define SFTMR_DELAY  0
#define SFTMR_PERIOD 1

// 软件定时器数据类型
// style:  定时器类型
// enable: 定时器使能
// interval: 定时器周期
// cnt:    内部计数器
// func:   回调函数
struct TSOFTTIMER
{
  unsigned char style:3;
  unsigned char enable:1;
  unsigned int interval;
  volatile unsigned int cnt;
  void (* func)(void);
};
.....
.....

// 函数：sftmr_delay
// 说明：延时模式
// 输入参数：no 软件定时器序号
//           interval 延时时间
// 输出参数：无
void sftmr_delay(unsigned char no, unsigned int interval)
{
  sfTMR[no].enable = 0;
  sfTMR[no].style = SFTMR_DELAY;
  sfTMR[no].interval = interval;
  sfTMR[no].cnt = interval;
  sfTMR[no].enable = 1;
  
  while(sfTMR[no].cnt > 0)
  {
    sftmr_void();
  }  
}

// 函数：sftmr_period
// 说明：定时模式
// 输入参数：no 软件定时器序号
//           interval 定时周期时间
//           func 回调函数
// 输出参数：无
void sftmr_period(unsigned char no, unsigned int interval, void (* func)(void))
{
  sfTMR[no].enable = 0;
  sfTMR[no].style = SFTMR_PERIOD;
  sfTMR[no].interval = interval;
  sfTMR[no].cnt = interval;
  sfTMR[no].func = func;
  sfTMR[no].enable = 1;
}

// 软件定时器服务程序，需要在硬件定时器中断里调用
void sftmr_svr()
{
  unsigned char i;

  for(i = 0; i < SOFTTIMER_CNT; i++)
  {
    if((sfTMR.enable) && (sfTMR.cnt >0))
    {
      sfTMR.cnt --;          // 递减计数器
      if(sfTMR.cnt == 0)
      {
        if(sfTMR.style > 0) // 执行回调函数
        {
          sfTMR.cnt = sfTMR.interval;
          if(sfTMR.func != 0)
            sfTMR.func();
        }  
      }
    }
  }
}
.......
......

int main(void)
{
    .......
    .......

  // 软件定时器0， 每 300 个定时周期自动调用函数func1
  sftmr_period(0, 300, func1);

  while(1)
  {
    // 软件定时器1，每次调用后延时 500 定时周期
    sftmr_delay(1, 500);
    PININV(LED2);
  }
}

本人在本例程配套proteus仿真电路（LED闪烁）上测试，并在本人开发板（ATmega128，GCCAVR，优化级别-os)上测试发现（测试效果一样），
while(1)
  {
    // 软件定时器1，每次调用后延时 500 定时周期
    sftmr_delay(1, 500);
    PININV(LED2);
  }
的sftmr_delay(1, 500);并非延时500MS，而是时快时慢！而sftmr_period(0, 300, func1);测试正常！经过一番折腾，把代码修改如下：
.........
volatile unsigned char Flag = 0;   //增加一个标志位
.....

void sftmr_delay(unsigned char no, unsigned int interval)
{
        sfTMR[no].enable = 0;
        sfTMR[no].style = SFTMR_DELAY;
        sfTMR[no].interval = interval;
        sfTMR[no].cnt = interval;
        sfTMR[no].enable = 1;
  
    while(!Flag)  //sfTMR[no].cnt > 0       ///等待标志位置位
   {
                sftmr_void();
    }
        Flag = 0;                     //清标志位
}
......

void sftmr_svr(void)
{
        unsigned char i = 0;

        for(i = 0; i < SOFTTIMER_CNT; i ++)
        {
                if((sfTMR.enable) && (sfTMR.cnt > 0))
        {
                        sfTMR.cnt --;          // 递减计数器
            if(sfTMR.cnt == 0)
            {
                    if(sfTMR.style > 0) // 执行回调函数
                    {
                            sfTMR.cnt = sfTMR.interval;
                                  if(sfTMR.func != 0)
                                sfTMR.func();
                }
                                else
                                        Flag = 1;       //如果sfTMR[1].cnt减到0，标志位置位，用于在主函数里判断           
            }
        }
    }
}

问：为什么sfTMR[1].cnt自减至0时，主函数里while(sfTMR[1].cnt > 0)判断不准确，时快时慢，即看见LED闪烁时快时慢？而在sfTMR[1].cnt自减至0之后增加一个标志位，在主函数判断，并清除。而后一切正常！这是否与GCC优化有关系？为什么？
还有个问题：
struct TSOFTTIMER
{
  unsigned char style:3;
  unsigned char enable:1;
  unsigned int interval;
  volatile unsigned int cnt;
  void (* func)(void);
};
中的位段成员，在谭浩强书中说明“位段成员类型必须指定为unsigned或int类型”，为什么这里指定为unsigned char而编译通过呢？

struct TSOFTTIMER
{
  unsigned char style:3;
  unsigned char enable:1;
  unsigned int interval;
  volatile unsigned int cnt;       //只有该变量被volatile 修饰  void (* func)(void);
};
改为：
struct TSOFTTIMER
{
  unsigned style:3;
  unsigned enable:1;
  unsigned int interval;
  unsigned int cnt;
  void (* func)(void);
};

volatile struct TSOFTTIMER sfTMR[SOFTTIMER_CNT];  //这样是否更可靠的防止被优化？有木有必要？

求各位解答下，谢谢！第一次用GCC，对它的优化一头雾水！

yikuang

其中void sftmr_svr(void)在中断中被调用
ISR(TIMER2_COMP_vect)
{
  sftmr_svr();  // 调用软件定时器服务程序
}