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STM32高精度延时实验

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STMCU小助手 发布时间:2021-1-20 15:00
STM32高精度延时实验
( ~! E* B: ?: y" B

1 S% ~) S% e7 `* C& D4 f: v
3.1.jpg
1 前言
在STM32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和毫秒级延时。那么本文针对STM32的延时进行分析和实验。关于STM32的时钟系统,参考笔者博文。
2 裸机延时
2.1普通延时
  1. //粗延时函数,微秒
    3 k# g7 T3 h( y
  2. void delay_us(u16 time)
    1 I; l. E0 Z% B4 p# z
  3. {   
    , }4 Q* w* v2 k1 Y2 I
  4.    u16 i=0;
    0 p' f& \3 v8 L9 L5 z3 c
  5. 8 ~# g  v' v+ \; r7 r0 `
  6.    while(time--)- X+ V* z/ y; d1 I8 s! A
  7.    {
    - z4 v* P5 R% H. p( A% ?( G& W) L
  8.       i=10; //自己定义; z  u% V# P! I+ g
  9.       while(i--) ;   ' e8 W* H! e; i$ o. V; T$ X8 Z
  10.    }1 A0 E7 P. B) T4 `+ c. U9 R' e% f
  11. }
    9 l: q$ N9 U& j
  12. " G  A9 ?; B8 x8 N" E7 ~
  13. //毫秒级的延时' L" q3 D& n" \9 y2 x/ K6 i9 l
  14. void delay_ms(u16 time)
    ; p9 g0 G, {0 {& M/ M
  15. {   
    9 J$ u8 g3 v! x
  16.    u16 i=0;
    1 E* J, P9 F) h: a) \0 x
  17. . ?3 L: L6 j2 s3 U* N
  18.    while(time--)
    ) c1 p* D1 }# G' q& Z' {$ q. j
  19.    {
    , c) S' Y9 O5 ?) n
  20.       i=12000; //自己定义7 z- n+ D, ~1 A/ O
  21.       while(i--) ;   
    : r  k" K6 p5 n# R
  22.    }
    6 J5 g9 B4 M  A. M
  23. }
复制代码
2 @/ g$ E4 f5 P1 {
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,不过要做的比较精准还是要下一番功夫。下面的代码是在网上搜到的,经测试延时比较精准。
2.2SysTick 定时器延时
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。系统定时器一般用于操作系统,用于产生时基,维持操作系统的心跳。SysTick 在STM32的参考手册里面介绍的很简单,其详细介绍,请参阅《Cortex-M3 权威指南》。
1.中断方式
如下,定义延时时间time_delay,SysTick_Config()定义中断时间段,在中断中递减time_delay,从而实现延时。
  1. volatile unsigned longtime_delay; // 延时时间,注意定义为全局变量
    ; X/ i' _( S, R3 q

  2. / ^( @. V3 N5 Y4 I7 C
  3. //延时n_ms
    / R8 t7 A. ^: \+ e, w2 Q
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)
    , }$ [6 G0 P  {+ K1 Z0 `- g" O
  5. {
    * F+ R1 S0 \+ E, ^
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断
    ; G4 U) J% h! x" P
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))! ]* K3 `: S1 l9 G% d
  8. {) }7 k, r3 u, B* P. V. O  D9 L# s
  9.        while (1);
    8 c' ^# b8 P! J$ @, d
  10. }3 R" ?. M# V! O6 r6 t7 {2 N
  11. ' Y+ @  X5 _8 R$ z, Y
  12. time_delay=nms;//读取定时时间
    4 `( g, z/ O. f& I
  13. - n- j# e; b) O8 c. {$ J# j8 ~
  14. while(time_delay);9 m- ~5 K9 o0 i5 A! B7 O

  15. 4 {7 c1 t/ T% x" V# m, w+ P
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器8 i  e' |+ A: N2 C7 c, ^
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器/ c! i& H0 x  _! p# H
  18. }
    9 s* J8 ~* l& L. S& ]

  19. ( s6 E! {% a" U; f+ k" x
  20. //延时nus
    3 _" Z, x8 Y* K9 A
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)! E+ i0 a+ P9 j+ Q" u/ |
  22. {; O0 q/ K0 v; T7 q# b5 t3 @
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    7 V4 a# K- Z" \  [/ {) u
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))
    ( p+ \2 r  N/ Z4 p3 a
  25. {; G2 o3 C1 T9 k6 c' x; S. ~, j- \
  26.        while (1);; Y( g0 Z. T  v' a% ?. ~; ?: ~
  27. }. U! \" s. h. H0 A+ K
  28. 6 ]. ^/ W# L' i  w/ h* O% b
  29. time_delay=nus;//读取定时时间
    + j- ]. z9 `) `0 X
  30. while(time_delay);
    * N7 v9 J, Y* z+ E- h& _: V* v
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器$ L: W" c& u3 u3 x' U: z
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器& f/ d7 H$ d/ o$ T6 E( g
  33. }6 \" L, h7 ], T! U: p* N2 I; c3 l

  34. 3 g8 N$ M2 @' k! h! l! D- I
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时
    2 E: L9 f. C# j2 g; v2 v
  36. void SysTick_Handler(void), h7 {" b8 w9 N) |: Z9 G9 k
  37. {
    5 A: y! X& t% Q
  38. if(time_delay)
      @+ l4 h. t8 d8 H8 P' a
  39.         time_delay--;
    4 X1 E$ ~, t( \( R0 u2 y& ?6 I
  40. }
复制代码

  ~% p9 f& {* [" T0 i# g
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;
    8 i( G; e& n. [8 W* O; ]
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms
    " o" ?) Q! E* X6 |
  3. /**: |) |7 G* X! ^. J( D" H2 c
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick
    ! U7 F0 z2 W- S$ r6 q4 g
  5. * @param   无' {& g1 B' S4 I4 F( c
  6. * @retval  无
    ' g! c5 ]; v* p$ r
  7. */
    , D: E# Q+ Y4 A6 [
  8. void sysTick_init(void)
    1 h. j8 p( V" P( p% f; p$ r5 J
  9. {
    " G. t. c+ j1 O; G
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次1 W' f+ ^: I  V1 r: c# {% `  x9 V
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次% }0 d' o3 A5 `; I9 z6 o
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    ( S, J- r/ u! R: s! U  E
  13.         */
    0 t: G; m: u$ J9 x6 p
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本; s/ v2 D- J! ?$ \  t  c$ u2 N6 }7 [
  15.        {
    ' c( {6 Z& c% Q! A4 c8 O
  16.               /*Capture error *// V1 @* T3 N5 w, W. u6 \: `
  17.               while(1);$ @9 O1 S+ I4 F; ?/ K( ^  K4 b
  18.        }
    % K' {/ a! `! E( V3 b
  19.        //关闭滴答定时器 4 V% b4 \* Y+ L5 l( M) g4 z
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    , m: J2 k  O$ J
  21. }: {. j9 n7 E8 ?1 d4 v' v- H

  22. / H/ I5 W( d% T7 T. F" d7 T' Q. W
  23. /*** k) k: W( t9 Y6 A8 _
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位- O- f9 a  g2 }( E. v2 S
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us* j# R! E/ P/ r6 Z
  26. * @retval   无
    4 x$ E$ R3 R% P# k6 r5 W
  27. */$ l5 @: P. N7 W, o
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)
    / J3 ?4 f/ m" r, p+ m8 p
  29. {
    & c  ^: _8 q$ J; |$ ?; o) T1 y; P7 j
  30.        TimingDelay= nTime;      - t2 _# B, n  G8 f9 X2 G9 h! x9 g
  31.        //使能滴答定时器
    / h1 N' E7 s1 U; z
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    $ q! Q( \; F, y  u

  33.   d! F+ m8 Z3 \8 B
  34.        while(TimingDelay!= 0);/ i: r; Q( N! C* x- u1 ?. z
  35. }
    3 [* t0 Y, E0 I) k: y+ D

  36. 6 L- f7 G6 w. _3 l
  37. /**
    - q/ S$ K5 {$ }) o3 J# M- p" y2 J% x' z
  38. * @brief      获取节拍程序& m2 S2 I1 w3 g% ~) d! i% f
  39. * @param      无* X4 d& {3 J" T0 I  r6 c
  40. * @retval     无
    8 o1 v/ r6 c' x3 n4 C
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用4 ?6 i1 `0 I6 R+ T$ D
  42. */
    , B% }3 }; r* w6 @! A- G, t
  43. void TimingDelay_Decrement(void)' I  }! o* S: Z+ D8 ?. s- n
  44. {5 W# B2 ^( d% J! g+ @5 i  o
  45.        if(TimingDelay != 0x00)
    7 L; n9 K% z6 O8 d: x
  46.        {
    # ?8 j2 l7 N8 Y  A. |. s
  47.               TimingDelay--;# f% e! U8 J5 m5 E) J7 ^
  48.        }( N+ R2 w! Z- z4 I" T- @
  49. }0 p" _  o+ ]8 N. l; N/ W4 i
  50. /**
      B; q$ c- I: |& o* r* R0 W

  51. 8 b6 ~/ o1 D3 B3 A
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    2 m7 s& P* u" G  a- o
  53. * @param  None4 i* B9 c- R, S# i* V& D$ U
  54. * @retval None* g8 \, f* X0 E- b( d# u
  55. */9 @" ^0 j. U# P9 w$ L0 v; k
  56. void SysTick_Handler(void)/ F0 d2 ~3 y9 G. l
  57. {3 f. \4 _9 G  z4 e, S
  58.        TimingDelay_Decrement();    2 @% K7 }( l) ?9 Y9 {
  59. }
复制代码

! ^) H9 }) t) `, O5 i; S1 X# a
2.非中断方式
SysTick的时钟以 HCLK(AHB 时钟)或 HCLK/8作为运行时钟,在这里我们选用内部时钟源72M,固定为HCLK 时钟的1/8,所以SYSTICK的时钟为9M,即SYSTICK定时器以9M的频率递减。SysTick主要包含CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等4 个寄存器。
CTRL: SysTick控制和状态寄存器
LOAD: SysTick重装载值寄存器
VAL:    SysTick当前值寄存器
CALIB:SysTick校准值寄存器
对这几个寄存器的操作被封装到core_cm3.h中:
3.2.png
           
STM32中的Systick 部分内容属于NVIC控制部分,一共有4个寄存器,名称和地址分别是:
STK_CTRL,     0xE000E010 --  控制寄存器      
表1SysTick控制及状态寄存器
3.3.png
第0位:ENABLE,Systick 使能位  (0:关闭Systick功能;1:开启Systick功能)      
第1位:TICKINT,Systick 中断使能位(0:关闭Systick中断;1:开启Systick中断)      
第2位:CLKSOURCE,Systick时钟源选择(0:使用HCLK/8 作为Systick时钟;1:使用HCLK作为Systick时钟)   
第16位:COUNTFLAG,Systick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick 已经数到了0,则该位为1。如果读取该位,该位将自动清零
STK_LOAD,    0xE000E014 --  重载寄存器
表2SysTick重装载数值寄存器
3.4.png
Systick是一个递减的定时器,当定时器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重装载,继续开始递减。STK_LOAD  重载寄存器是个24位的寄存器最大计数0xFFFFFF。
STK_VAL,     0xE000E018 --  当前值寄存器   
表3SysTick当前数值寄存器
3.5.png
也是个24位的寄存器,读取时返回当前倒计数的值,写它则使之清零,同时还会清除在SysTick 控制及状态寄存器中的COUNTFLAG 标志。
STK_CALRB,  0xE000E01C --  校准值寄存器
表4SysTick校准数值寄存器
3.6.png
校准值寄存器提供了这样一个解决方案:它使系统即使在不同的CM3产品上运行,也能产生恒定的SysTick中断频率。最简单的作法就是:直接把TENMS的值写入重装载寄存器,这样一来,只要没突破系统极限,就能做到每10ms来一次 SysTick异常。如果需要其它的SysTick异常周期,则可以根据TENMS的值加以比例计算。只不过,在少数情况下, CM3芯片可能无法准确地提供TENMS的值(如, CM3的校准输入信号被拉低),所以为保险起见,最好在使用TENMS前检查器件的参考手册。
SysTick定时器除了能服务于操作系统之外,还能用于其它目的:如作为一个闹铃,用于测量时间等。要注意的是,当处理器在调试期间被喊停( halt)时,则SysTick定时器亦将暂停运作。
程序如下,相当于查询法。
  1. static u8  fac_us=0;                                            //us延时倍乘数                 
    * E  W- n5 L3 Z( k' |
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数2 N9 p1 X+ h# {; |2 N
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8  Q  c& x' q# Y3 X' g, ~/ ^& g4 [$ l
  4. //SYSCLK:系统时钟% x. t$ J8 h+ k$ K/ g+ n5 L- ]
  5. /**+ {5 l( L* C( r7 l
  6. * @brief  初始化延迟函数
    " c: C( p+ H% G# ^: N  o$ F8 {
  7. * @param  None
    - w4 a5 {/ p4 b- s2 s6 R" _
  8. * @retval None/ b% I- p3 O3 h) }$ E
  9. */3 D9 {/ T5 z) I  s; r
  10. void sysTick_init()
    8 D, r9 v! s2 a
  11. {4 h  u" w0 \5 L- t
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8. n* ?. A- S. f3 A0 j5 r
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/81 J, N& j2 e* L8 w; B3 [
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 . W* o3 F% U) V; V4 Y5 o& a2 U6 \
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  * D2 H* _. P/ f! R
  16. }                                                         
    4 f' h" u: j0 I+ p8 q& q0 G
  17.       # |8 Y9 b& j3 n) [. I
  18. /**3 _2 ~" @8 A! K& ]
  19. * @brief  延时nus& {1 E6 ?9 W1 r  K% P' j. L
  20. * @param  nus为要延时的us数.
    - h; q3 s& I( C' \
  21. * @retval None0 Y' c4 b6 t6 ?: I
  22. */
    1 y* L, Y$ X0 n" \$ J% J
  23. void delay_us(u32 nus)9 H6 ?0 e; v. B3 b! o7 e
  24. {            
    # A2 Y! C/ v; h% _# J9 r; b) G
  25.        u32temp;               
    . ?; G. o8 R! ?  _# M
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              ; l2 [, ^4 B' O# m6 r! g9 l5 U( w6 H
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器
    & ?' R+ [7 b! B# N# ]
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   
    6 V/ R( U  C# ~! k/ q% V
  29. % W4 K! ]1 j: W; o
  30.        do+ d, |# b/ [0 x. s+ f
  31.        {
    4 P: [) U( x9 x) L+ Y& E% m' a
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    4 U- t' R5 p/ {' n6 k/ k
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  3 W( E' j2 m7 i; f
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器# ?+ o/ J0 n- |5 H
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器    , k+ a3 C. }2 i% }  ?
  36. }8 t) Z3 v6 v  [4 w
  37. ( v/ T8 p0 s, c. P, ~: o0 V
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:( E( f- r3 a: r/ {* [3 e0 n% C+ z
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
    % S& d2 n' e" y8 }9 ~! E. a; I
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms9 y1 e; Q8 {2 n
  41. //对72M条件下,nms<=18649 F' I6 B4 h6 b$ ?5 f
  42. /**
    9 B0 P; P. @, Z9 t% B
  43. * @brief  延时nms
    1 [* E8 f9 S* w. y. D
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    6 z/ O* t: v" Q- e
  45. * @retval None' c- T5 g, o5 r* G1 q' }* w
  46. */' d# j3 `' N7 r) S7 X; J
  47. void delay_ms(u16 nms)
    $ }7 y6 |0 C. H* N1 [$ P5 M
  48. {                          
    : f8 E; [5 j6 H/ Q/ _6 j' B
  49.        u32temp;            
    ) r; f7 N! ~. f. R9 s
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    # v3 b- ]' O! w% I! C+ l4 i# }. w
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器
    7 y" x0 p6 g2 a2 L& U  G3 G
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数 & k: {- ~$ O! [7 g4 M
  53. 1 ^( H% g! `: l7 @# E% R2 e
  54.        do7 V7 C6 C6 k) b- Z& G
  55.        {8 k: c( f; Z; J
  56.               temp=SysTick->CTRL;
    . C* q6 w( r. {# O. A
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    # a- z# y" r$ s! @6 e, I+ q

  58. . U  V3 E8 i$ D- j5 n
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器) \4 f2 N2 {  s) A. t
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              4 z& f) z+ s. q. O4 Z
  61. }
复制代码

/ S4 Z( v) c3 U+ d! s! d& p' [$ w, g
3 M1 \) F6 j4 W# I, R/ V1 Q
前文所述的两种方式各有利弊,第一种方式采用库函数,编写简单,由于中断的存在,不利于在其他中断中调用此延时函数,还需要考虑中断嵌套和中断优先级的问题。第二种方式直接操作寄存器,看起来比较繁琐,其实也不难,同时克服了中断方式实现的缺点。
' M5 V' E5 V# a3 _" [1 q# s  y" S
3 RTOS延时

0 `# ^* \+ F0 l2 }
在RTOS中,我们时常需要高精度的定时,一般RTOS都有延时函数,但是不够精确,我们还是用SysTick 定时器,采用寄存器方式进行延时,代码如下:
  1. /*Includes*********************************************************************/: Y1 t; `; @+ p  a' ]4 V
  2. , V; p& n5 B+ A0 L# O
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"
    2 {8 k; ?8 _- x3 W# o% \  `7 \' ^
  4. ' J7 A9 P5 ~' a1 m  H
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS
    6 ~: ^/ Z2 U' [  @4 z
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.( F: q8 k& O8 x. b! @" U
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS9 d& ?8 B4 A2 n6 A- x
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用
    9 @) V& X1 E4 H
  9. #endif, Q& T( v# F/ M) X0 J) i. }

  10. & O: E9 S2 q0 i8 a7 O
  11. //********************************************************************************
    + s$ x  b- X8 W5 S4 T8 P
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数
    * ^, R. _! y% {7 U: D0 D! m% y

  13. . k4 I9 y# C$ \$ k+ b" P7 y8 y1 V7 D
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    # G0 V3 D0 e; u4 N4 D$ g5 s
  15.     static uint16_t fac_ms=0;                             //ms延时倍乘数,在os下,代表每个节拍的ms数
    4 n2 [, g7 Z' b" {
  16. #endif6 x: e) H! M+ B) Q1 r- D

  17. 0 w! P' G+ t) l$ f  C0 r9 G
  18. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                          //如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于rt-thread).( ?  P% O( a1 \  H" P% t$ J
  19. //当delay_us/delay_ms需要支持OS的时候需要三个与OS相关的宏定义和函数来支持
    % o! p" }7 n$ ?3 ]- c6 ^
  20. //首先是3个宏定义:3 z) ^, |$ {' g) m
  21. //delay_osrunning:用于表示OS当前是否正在运行,以决定是否可以使用相关函数9 e, H9 H2 c5 W
  22. //delay_ostickspersec:用于表示OS设定的时钟节拍,delay_init将根据这个参数来初始哈systick
    3 ~- u5 M. H; P& _
  23. //delay_osintnesting:用于表示OS中断嵌套级别,因为中断里面不可以调度,delay_ms使用该参数来决定如何运行# L% U/ w; R, R! v. G. W5 v
  24. //然后是3个函数:
    % T, o. ^# V- P) v+ b
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
    / y4 c( L; m1 D. `
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度- h3 o1 T' b4 h. D1 p3 k
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    $ ]2 H5 y- n; v4 h# u2 s
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植* @4 a% ?+ J8 M, I" ]+ @
  29. //支持RT-Thread4 i3 Z  S) l) |9 d/ B& d6 l# f( Q& i
  30. ( B: y+ U4 a& i/ D( i
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;! }. X. w  K0 U" j
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
    ; C! Y7 `" Y4 z/ q, U: Q$ ^, i

  33. ) F+ l( d, z. U+ ?, s
  34. uint8_t OSRunning=0;- o# D/ {8 Q) `* J3 ]( N
  35. % I+ c# |: C, h0 e9 [
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   ; c5 y+ J- r* ?
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
    2 W& U2 L: i/ Y  |0 u
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数( e) ?' _( x$ _
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    $ F# a+ B, L8 f( e1 Y
  40. #endif
    ) B- M4 u$ d5 c+ f/ D/ S& Z9 \' ~: W
  41. ; S2 k9 A% |+ X
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
    - E9 F9 b& A! F- k0 M: I
  43. void delay_osschedlock(void)2 S+ O+ h' w8 {  s) V. L
  44. {
    0 W) v* c2 r+ U( _* x0 H! o
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    # N: c, R" ]7 T7 v2 [+ ~; Q) M
  46.         rt_enter_critical();
    ) g% M% W% w  |' j! W: `* j
  47. #endif  
    - ]$ F- e! s* J" l$ R* h$ W
  48. }
    - I- Q& Z, p; v7 p5 F% Q

  49. ) E0 |0 x  g0 M8 o( `
  50. //us级延时时,恢复任务调度9 Q8 n: y3 ]( F" v4 l
  51. void delay_osschedunlock(void)
    5 a( {# P0 b4 }5 L. v8 y
  52. {     
    : f- K+ w& i1 R( u
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX& e! F5 {3 A9 }9 e+ u
  54.          rt_exit_critical();
    - M# U1 K, _% p4 ?
  55. #endif  
    ) v$ u) W. t3 i0 ?- Y  E5 X4 ?
  56. }
    ' n4 |! W# j- Z, m4 H
  57. //调用OS自带的延时函数延时: d2 P! G7 r8 T$ R0 R) U
  58. //ticks:延时的节拍数4 n0 S9 _5 n# C6 e& B! X& D4 d! V
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)- b" x/ s1 O( d
  60. {
    0 P% a$ r, Q1 I( O3 N8 ?
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    8 x. e; p: x! ~' G& Z3 Q
  62.          rt_thread_delay(ticks);
    ( X1 _. a$ H% n! x" D
  63. #endif    % I# q8 u6 ~* ^- w, @$ }
  64. }
    2 w( u: I" _. Z
  65. #endif  F9 z. [4 j1 j4 Q6 y  E) ]
  66.    
    6 q# d% d- {* S1 C. L% Z' k( Z3 R
  67. //初始化延迟函数/ @. N: B2 T6 m$ V
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
    ) o9 R6 x" S  K
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟, E: b( \/ [4 R# m. }' f
  70. //SYSCLK:系统时钟频率
    * H  t0 h6 L0 A, X) ^
  71. void delay_init()' k- X: N0 I; f& x5 f
  72. {
    ) K& ]7 D5 R2 L5 U0 d
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS." T- f2 t- h( y4 L2 S( i$ V
  74.        uint32_treload;5 w( N4 B% R/ I( y5 w3 Y
  75. #endif
    4 Q3 y) f/ V1 y# v6 [
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    9 {5 Z# d$ t' ~9 z; g
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 9 P9 v' y/ x: O5 r) P
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.
    ( f/ A3 s4 b& s1 c9 H2 B
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    ' X) N$ y6 T. W% {) N' M: S
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间3 Z9 K$ R& f; Q! n0 \; n& W
  81. 7 U6 D/ A' f" U& K
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     0 i' @( _7 v0 S8 [0 H6 V) ~

  83. 7 f1 l2 W7 y2 d7 H5 i; ^& B* X/ m
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位       7 ?! X8 {$ N& z
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断: b8 M2 M& h7 X  p
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次 ) Q  R9 z. g5 p  O
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK8 |- Z, W" j  o$ S
  88. #endif" _3 ]+ m8 a, Q6 z- m9 {* Z
  89. }                                                         
    ( M5 K  b3 X; u3 N, q

  90. - S0 G" y; u" ^
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.9 b! G$ a" O! F0 M' U5 o4 C* Q2 n
  92. //延时nus3 }& r, I! R2 G6 z* O: T
  93. //nus:要延时的us数.    , _/ X$ J( _" h8 N
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 & R+ R, W7 N9 s* B- g; [
  95. void delay_us(uint32_t nus). `, Z. n5 k3 y' y6 b
  96. {            
    * M, ]/ G8 [, x9 y" _& z
  97.        uint32_tticks;# T" L( ?6 }+ \, l9 q3 d: C* }
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    3 k0 p8 C/ u% M# g
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  7 F0 a' O, M5 \* v: O- v( K
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    . k' c; s+ q: S) r* [
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    " ~* O6 m) U( U3 F! ~2 [: |$ t
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    " q- o7 p6 y$ X' s& h' K6 v

  103. 7 R8 X  }7 z: v5 W, M
  104.        while(1)
    ! W: b" Y' o0 r6 j& e! e" F2 c
  105.        {. P( I7 k/ h. S! k) I% U6 j4 u
  106.               tnow=SysTick->VAL;  
    8 S) _' P% G( L0 ^
  107.               if(tnow!=told)
    6 d+ I5 d5 g2 D$ ~0 q; _
  108.               {         
    6 y+ u0 @2 ?2 [0 \. S/ A, W0 q* V
  109.                      if(tnow<told)
    + z/ D5 z/ `# p% u4 f3 L( [5 j
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    6 Y$ P9 ?# c1 c& `! I5 P
  111.                      else( c  o; ?4 t" f4 B4 u) c6 C0 v
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    - W& O+ x7 [4 g/ H8 G
  113.                      told=tnow;
    * D! ~2 f8 \" U5 l# s; v7 u
  114.                      if(tcnt>=ticks)
    # e5 U3 H2 Q  ~/ X  _6 L
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.$ g7 G: Q, m- M" e
  116.               }
    ; R: K4 a" J1 C) i! L
  117.        };
    9 h! B" n9 X0 A' T
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           / C8 ?0 h$ }; P/ J$ \8 v
  119. }
    # K. w# s4 E/ X% M2 e8 t

  120. " [( l  W* q6 X
  121. //延时nms: z6 J" I7 v: }3 |+ d8 L; `
  122. //nms:要延时的ms数: M3 a7 D! Y) b% l$ o
  123. //nms:0~65535: x$ [  M6 n. K& j" w: F
  124. void delay_ms(uint16_t nms)# T% [9 c' }: b' Z
  125. {     2 L, C0 X+ c+ M. j3 w" p
  126.        if(delay_osrunning&&delay_osintnesting==0)//如果OS已经在跑了,并且不是在中断里面(中断里面不能任务调度)        ) E$ l) o  Y# f% {" v2 s
  127.        {              
    ) }% ?6 }# V  t) _
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期
    1 M! n' H9 }- ]9 o; ]
  129.               {
    ; |& n3 Q+ x# ?. T% k2 j
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时6 g' y7 \& _/ y. f$ R+ ~
  131.               }- M. J" }8 C7 @# R
  132.               nms%=fac_ms;                                       //OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时   4 S$ W& S, ~  Z) }( O3 o
  133.        }
    ; w, A- O9 h% s% v  p, Y
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时, g9 \9 `4 z9 s, i
  135. }
    ; q) b- F# u+ y4 g# E4 V4 [/ A. h
  136. ( C+ x: L1 `6 q1 c# ]  A7 z- z. S0 v
  137. #else  //不用ucos时+ K* v& u7 e+ c- s' M
  138. //延时nus
    + k3 @- f9 t& h: G
  139. //nus为要延时的us数.
    0 w) D# ^9 g3 `: R3 _6 P
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    5 E8 k1 a( d6 d: R
  141. void delay_us(uint32_t nus)
    6 b- P+ v9 Z  m: @( z( f
  142. {            , m! W% t+ b% u4 L
  143.        uint32_tticks;
    , l" |; T% b2 e4 |9 h+ J: z1 V4 Y8 R
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;' M" T2 M$ v4 Y
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    6 K0 o3 ]5 z4 \0 J& l
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    * W8 o  y1 P' u0 t1 }
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值' t) A  T9 ~1 I0 g* W, I9 y- t* M
  148.        while(1)
    $ \: r, K7 G- e) Y7 I3 M8 f
  149.        {
    & K8 q1 l; ^9 j
  150.               tnow=SysTick->VAL;  
    3 f* f. b7 ^! P$ z* [
  151.               if(tnow!=told)
    ' J( D' L2 i7 ^: [, A
  152.               {         
    8 p3 @7 \2 H5 A0 A( L
  153.                      if(tnow<told)! i) O6 r. m4 A8 C. j1 r1 n/ f* T* i' }
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    ( j  G7 P. M+ O, L% ^4 J8 F
  155.                      else2 y* J6 B& w) `1 A# C: @$ ]7 o
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   - J: {( ~& ]+ u, L- e
  157.                      told=tnow;2 r  F) H7 f! m5 ^* y9 l
  158.                      if(tcnt>=ticks)& d. j- B. K! j' y* h) M. @: K; D* q
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.. X6 U, {9 _) c! D3 @
  160.               }
    ; ~: G& a7 h( Y' g& E# n  w; k
  161.        };
    ! m' B0 F' Y: R# Q/ C' t
  162. }5 l2 W" B; p# `" ~* M
  163. //延时nms; N, N, ~2 b1 M2 v# ]
  164. //nms:要延时的ms数! k9 R( v( `$ w, e: }# ?" n/ d
  165. void delay_ms(uint16_t nms)/ q5 t* v# \1 P. G/ v
  166. {' S: I9 p( K7 t" j* {/ y6 n2 y
  167.        uint32_ti;2 G+ D" f; _* m2 F+ g8 s  ?
  168.        for(i=0;i<nms;i++)# u! b4 y; M! J4 v8 q" k# [
  169.        {     
    / `4 w8 S: z; \$ |' K* T! W
  170.               delay_us(1000);
    ' n. T8 p. L7 L" V- \2 q3 {
  171.        }
    7 G% t, m6 y1 a& y1 y
  172. }
    4 Z' C8 a. h" h+ R
  173. #endif
复制代码
+ @5 g5 K$ y3 s" U; P$ e; @3 g; O
以上代码适配RT-Thread实时系统,针对系统嵌入式系统需要进行修改,以上代码包含了裸机的延时函数。值得注意的是,初始化函数在board.c中调用的。
3.7.png
【ps】针对RT-Thread官方是有高精度延时方案的,大家也可参考:
文章出处:  嵌入式实验楼

% [* e3 L& q# r
8 B* ]( w- |0 r$ X" I' L+ C
赞 1 收藏 1 评论6 发布时间:2021-1-20 15:00

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6个回答
boclandc 回答时间:2021-1-20 15:23:24
收集归纳比较好!
zhongwn 回答时间:2021-1-20 15:39:19
学习了,mark一下
radio2radio 回答时间:2021-1-20 18:57:48
这叫什么高精度呀,只能说是普通石英晶体振荡器的精度。
2 l" j0 i. A* d( M8 @$ X; v$ B  _$ s7 q  @7 U
要能够保证连续运行一个月,时间累计误差不超过几秒钟的,才对得起高精度一词。
goyhuan 回答时间:2021-1-20 19:40:03
good job
kylixyao 回答时间:2021-1-23 20:23:52
高精度还是用定时器比较合适
胤幻1988 回答时间:2021-1-25 10:40:20
这不就是正点原子的代码么,大哥~~

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