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。

7 \, ^% j8 Z# l8 n6 I8 A1、普通延时
# J9 m% c7 U; k& `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。
, H( X% f, N1 f1 W6 S. L  O2 r

1. //微秒级的延时
   
2. void delay_us(uint32_t delay_us)
   
3. {   
   * W- ?9 {) H1 w! c% }2 N
4.   volatile unsigned int num;
   
5.   volatile unsigned int t;
   
6. 
   % y! o, x; F: o" H
7. 
   
8.   for (num = 0; num < delay_us; num++)
   ; n, ^8 M/ M/ w; Y3 U9 \. ]" \
9.   {
   , b9 }  l9 U& `& \% D4 O
10.     t = 11;
    
11.     while (t != 0)
    
12.     {
    
13.       t--;
    0 R# I# L; o: Q$ c, _3 ]
14.     }
    
15.   }
    7 @' N. d  }8 b" g% [- B6 m+ W
16. }
    
17. //毫秒级的延时
    " ^- n/ J# c+ x3 V
18. void delay_ms(uint16_t delay_ms)
    
19. {   
    0 D0 p4 `) h) z% \' V
20.   volatile unsigned int num;
    9 s' p( N$ H: G4 X6 {
21.   for (num = 0; num < delay_ms; num++)
    
22.   {
    9 N0 B( d2 ?# m; ?. ~, A; |+ G
23.     delay_us(1000);
    
24.   }
    
25. }

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7 C" B  k" [& J3 Z2、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。
9 n6 o3 `* w1 h
STM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍：
$ E5 c( U' ^4 _0 d. L( r
; g# G8 C% N3 T/ H初始化SysTick 定时器：

1. /* 配置SysTick为1ms */
   ! O8 J8 U  g1 L/ e% U
2. RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
   
3. SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);

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中断服务函数：
" p1 C: V9 h2 |' P  r. p: {' m( M$ C
/ C+ V2 f6 \7 E8 [

1. void SysTick_Handler(void)
   # ?' P( t+ D+ B" {! b1 T% p
2. {
   % P! L# h2 f* W: C
3.   TimingDelay_Decrement();
   
4. }
   1 r# `* n4 S0 m! Y, R
5. void TimingDelay_Decrement(void)
   4 r* T* R  m0 U+ V4 M
6. {
   1 s+ e$ c5 Y) x1 D# `  l
7.   if (TimingDelay != 0x00)
   
8.   {
   ( r6 s2 }9 S  ?5 K7 K3 ^
9.     TimingDelay--;
   ' h  F, }; F2 y7 e! }- A, Y
10.   }
    ! \6 T0 r4 Z( G) j
11. }

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; d" S  z1 o. ~# O" o延时函数：
6 B9 [9 @1 j2 G9 t

1. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   
2. {
     E" Z' Q8 G4 `1 h0 r6 O! F
3.   TimingDelay = nTime;
   
4.   while(TimingDelay != 0);
   
5. }

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0 H8 f$ _0 x# P6 U3 T% L3、查询定时器
( w6 M: C1 M1 ^1 t) T; }  h( p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。
8 k& r, I. z" u  q$ X
STM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍。
) j/ e! r6 @5 N0 M" r0 ^, L- X( z, t
STM32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。
5 I, s( z& y+ {, b" S" o0 [# h1 {  @
' Y4 Y. w; ~1 G8 |5 KSYSTICK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。
6 m2 |' ~$ l- M9 a1 k, U1 R5 S
▼CTRL：控制和状态寄存器
" u# Q3 r0 i* `1 B# x+ f( x- F1 s

2 \$ F9 r: u( F; y
; V# H- Y1 F6 k  v0 T- _  Z* S▼LOAD：自动重装载除值寄存器
0 a1 H7 S2 j& Y" e3 e0 |* Y( T
6 \5 D! V3 c/ U6 O+ p

▼VAL：当前值寄存器
0 P3 l6 T( D& G8 m/ [; j
) e" C1 z" Z# k% J3 q: k+ v
5 @; F; C. h/ w0 L7 c/ X2 \6 L8 i. L
+ ?' T7 z. B9 A  @% G; o8 {5 Z ▼CALIB：校准值寄存器
6 I: l) L' C" {2 z
使用不到，不再介绍
- M# o: x$ L! _6 [+ K6 S
( q4 q& ^* i3 `4 c& x" q示例代码

1. void delay_us(uint32_t nus)
   
2. {
   
3.   uint32_t temp;
   ) W2 X- M$ U8 X; ?" ]
4.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;
   1 m$ g- K5 q7 d% N6 b, k7 n' d( t
5.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
   ! E' W* l; X" q* b$ l
6.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
   3 l. E/ g: ?) w# ~! l9 S- p
7.   do
   0 n) C( T9 s- n* b5 X$ w
8.   {
   - A: W3 [1 z- J  X
9.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
   2 g; n8 S; f: Y. v+ S7 v4 b7 X
10.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    " Z8 O3 Z3 A- Q% }) T
11.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    3 U6 k, J/ F2 R! a6 R* V1 n, w2 \
12.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    
13. }
    : R' M9 F  q' j: O/ d4 E6 R! x2 `
14. void delay_ms(uint16_t nms)
    6 H! G) U$ m! H* k1 Y
15. {
    
16.   uint32_t temp;
    1 b8 Y% G7 ^7 b4 a
17.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;
    
18.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
    . R0 c  V' p  o2 H& j
19.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
    
20.   do
    
21.   {
    
22.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
    ; \2 s4 G4 M- e3 q" H" _. ~
23.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    ' k- ~) ?' _9 q+ k# X; K  V# t
24.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    
25.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    , s. ?9 v& {' t, Q
26. }

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4、汇编指令
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。
+ v7 _2 M' S8 U# u; F' T
STM32F207在IAR环境下

1. /*!
   6 H1 B1 ^7 l. y6 l
2. *  @brief         软件延时
   
3. *  @param        ulCount:延时时钟数
   
4. *  @return none
   
5. *        @note         ulCount每增加1，该函数增加3个时钟
   
6. */
   + N$ K+ k! Z, t
7. void SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
   6 t3 m- r4 Z+ h& T* D
8. {
   
9.     __asm("    subs    r0, #1\n"
   
10.           "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    2 t$ C) d: B2 l
11.           "    bx      lr");
    
12. }

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$ J; o+ |2 W/ X/ o% S/ u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1/120 us，也就是周期是1/120 us。3个时钟，因为执行了3条指令。

" F# n2 g6 B. ]+ H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。
' \& c7 y2 i9 l2 A. G

1. /*120Mhz时钟时，当ulCount为1时，函数耗时3个时钟，延时=3*1/120us=1/40us*/
   2 B% c2 o+ A5 K
2. /*
   5 W" W" _% I0 a' h
3. SystemCoreClock=120000000
   1 I7 m+ a5 n5 E! F
4. us级延时,延时n微秒
   5 _+ x  S5 U" w8 T
5. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));
   
6. ms级延时,延时n毫秒
   , i/ w! Q  I! {+ _  j$ n) n& F0 e
7. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
   
8. m级延时,延时n秒
   * O6 m2 ?  g  o1 y
9. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
   
10. */
    2 o/ n$ @2 u9 N! S# k* V; ^' s
11. 
    * x( E7 [* f5 ?& w9 S0 O; s. F
12. #if defined   (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
    
13. __asm void
    / L4 w0 m- J* M6 b* T7 {$ G" [
14. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
15. {
    ' t/ |" p, R( i' u
16.     subs    r0, #1;
    
17.     bne     SysCtlDelay;
    
18.     bx      lr;
    
19. }
    , S4 o) b0 T9 L( o% I' s: s  l
20. #elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
    
21. void
    
22. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
23. {
    8 g+ C( T, t! S2 |$ e3 b' X
24.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    1 _! y( ~) N/ w- g* O0 y
25.        "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    
26.        "    bx      lr");
    , k+ ~# z+ `& ]) Z
27. }
    ( x+ V8 _7 r4 c! o5 {; |9 [9 P
28. 
    
29. #elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
    
30. void __attribute__((naked))
    : ~1 G5 w& s6 q2 G2 t2 x
31. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
32. {
    7 ~8 e5 @' r7 R$ u: v# X+ {7 P& }
33.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    6 q! t9 N' f5 u# E
34.        "    bne     SysCtlDelay\n"
    7 ?* U7 T. Z# x: j
35.        "    bx      lr");
    
36. }
    
37. 
    3 t' j6 B" Z* t( F$ Q
38. #elif defined  (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */                           
    1 k0 d% G9 O8 Y' |
39. /*无*/
    . E% |4 G* Z4 N" }4 J4 B
40. #endif /* __CC_ARM */

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; G4 L0 b" g2 z' b4 R" ?8 y备注：

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。

9 a& x: l+ V+ m: N
' H* k: b8 B. X- O