?STM32延时函数的四种方法

工程师进阶笔记

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( A% w2 ]" h" }# r单片机编程过程中经常用到延时函数，最常用的莫过于微秒级延时delay_us()和毫秒级delay_ms()。本文基于STM32F207介绍4种不同方式实现的延时函数。
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1 f! {; S, N2 n5 k+ ]普通延时
" c2 g" r' k  F5 O3 S( {这种延时方式应该是大家在51单片机时候，接触最早的延时函数。这个比较简单，让单片机做一些无关紧要的工作来打发时间，经常用循环来实现，在某些编译器下，代码会被优化，导致精度较低，用于一般的延时，对精度不敏感的应用场景中。

//微秒级的延时void delay_us(uint32_t delay_us){      volatile unsigned int num;  volatile unsigned int t;
    for (num = 0; num   {    t = 11;    while (t != 0)    {      t--;    }  }}//毫秒级的延时void delay_ms(uint16_t delay_ms){      volatile unsigned int num;  for (num = 0; num   {    delay_us(1000);  }}上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template
1 i4 Z2 g1 ]- x4 y+ z(提示：公众号不支持外链接，请复制链接到浏览器下载)


5 m. v1 i/ F6 `1 g  u定时器中断
定时器具有很高的精度，我们可以配置定时器中断，比如配置1ms中断一次，然后间接判断进入中断的次数达到精确延时的目的。这种方式精度可以得到保证，但是系统一直在中断，不利于在其他中断中调用此延时函数，有些高精度的应用场景不适合，比如其他外设正在输出，不允许任何中断打断的情况。
STM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍：

初始化SysTick 定时器：

/* 配置SysTick为1ms */RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);中断服务函数：
3 c3 u% E7 \" ?9 r2 C5 u6 m  N/ V. p  W

void SysTick_Handler(void){  TimingDelay_Decrement();}void TimingDelay_Decrement(void){  if (TimingDelay != 0x00)  {     TimingDelay--;  }}延时函数：
6 x$ |5 B0 d3 W% n

void Delay(__IO uint32_t nTime){  TimingDelay = nTime;  while(TimingDelay != 0);}上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template
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9 m) W+ }5 d# P' Y2 i查询定时器
+ x4 A7 ?0 B+ n# H- e为了解决定时器频繁中断的问题，我们可以使用定时器，但是不使能中断，使用查询的方式去延时，这样既能解决频繁中断问题，又能保证精度。
$ X3 U4 Y, Y* h) w. DSTM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍。
8 f1 _6 [9 e& \* W  S& @  a2 z9 OSTM32的CM3内核的处理器，内部包含了一个SysTick定时器，SysTick是一个24位的倒计数定时器，当计到0时，将从RELOAD寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息。
SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8，在这里我们选用内部时钟源120M，所以SYSTICK的时钟为(120/8)M，即SYSTICK定时器以(120/8)M的频率递减。SysTick 主要包含CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等4 个寄存器。
- A* \& u3 e0 l1 l4 H▼CTRL：控制和状态寄存器

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5 r4 g4 X6 {6 T+ D▼LOAD：自动重装载除值寄存器
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▼VAL：当前值寄存器

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▼CALIB：校准值寄存器
- F9 a8 k# v0 |+ k2 h2 a' z% y使用不到，不再介绍
1 }' a! n% q3 ^4 q( {( S8 [& D代码

void delay_us(uint32_t nus){  uint32_t temp;  SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;  SysTick->VAL=0X00;//清空计数器  SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源  do  {    temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值  }while((temp&0x01)&&(!(temp&(116))));//等待时间到达  SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器  SysTick->VAL =0X00; //清空计数器}void delay_ms(uint16_t nms){  uint32_t temp;  SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;  SysTick->VAL=0X00;//清空计数器  SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源  do  {    temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值  }while((temp&0x01)&&(!(temp&(116))));//等待时间到达  SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器  SysTick->VAL =0X00; //清空计数器}上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/04-Delay
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汇编指令
) L. V# O, b0 [. @0 `8 o; t6 `如果系统硬件资源紧张，或者没有额外的定时器提供，又不想方法1的普通延时，可以使用汇编指令的方式进行延时，不会被编译优化且延时准确。
5 r9 }9 V" R( _STM32F207在IAR环境下

/*! *  @brief   软件延时  *  @param  ulCount:延时时钟数 *  @return none *  @note   ulCount每增加1，该函数增加3个时钟 */void SysCtlDelay(unsigned long ulCount){    __asm("    subs    r0, #1
$ r1 c% v5 ^3 F5 u"          "    bne.n   SysCtlDelay
"          "    bx      lr");}这3个时钟指的是CPU时钟，也就是系统时钟。120MHZ，也就是说1s有120M的时钟，一个时钟也就是1/120us，也就是周期是1/120us。3个时钟，因为执行了3条指令。
使用这种方式整理ms和us接口，在Keil和IAR环境下都测试通过。
( G! r5 t) C1 z, ?7 d

/*120Mhz时钟时，当ulCount为1时，函数耗时3个时钟，延时=3*1/120us=1/40us*//*SystemcoreClock=120000000
( B+ l, u3 X/ Z1 k" yus级延时,延时n微秒SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));
0 r% B( e- W' D" q5 Nms级延时,延时n毫秒SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
m级延时,延时n秒SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));*/
#if defined   (__CC_ARM) /*!__asm voidSysCtlDelay(unsigned long ulCount){    subs    r0, #1;    bne     SysCtlDelay;    bx      lr;}#elif defined ( __ICCARM__ ) /*!voidSysCtlDelay(unsigned long ulCount){    __asm("    subs    r0, #1
5 `  t  @) m; F4 Q! n"       "    bne.n   SysCtlDelay
1 C/ n$ k8 B* B6 O( y) l"       "    bx      lr");}
#elif defined (__GNUC__) /*!void __attribute__((naked))SysCtlDelay(unsigned long ulCount){    __asm("    subs    r0, #1
"       "    bne     SysCtlDelay
"       "    bx      lr");}
6 E4 P% S, O! x' M1 i2 F) d+ \9 _#elif defined  (__TASKING__) /*!                           /*无*/#endif /* __CC_ARM */上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/03-ASM
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注释
理论上：汇编方式的延时也是不准确的，有可能被其他中断打断，最好使用us和ms级别的延时，采用for循环延时的函数也是如此。采用定时器延时理论上也可能不准确的，定时器延时是准确的，但是可能在判断语句的时候，比如if语句，判断延时是否到了的时候，就在判断的时候，被中断打断执行其他代码，返回时已经过了一小段时间。不过汇编方式和定时器方式，只是理论上不准确，在实际项目中，这两种方式的精度已经足够高了。

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! ?) d$ D4 Z8 y9 j7 M5 ]1 ^●设计一款兼容ST207和GD207的开发板
7 U$ P8 [3 h3 `+ n+ A/ d& z# P●MCU心脏-晶振
: R; L. G0 ~! J$ O●晶振原理解析
●复位电路设计