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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
3 i; ]. }2 z- F7 ^! [8 a" W  I
/ Y  f9 p- A1 Y
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
    % _% W5 ?0 U2 C$ u
  2. void delay_us(u16 time); a' I  A+ F8 `
  3. {   
    ' q$ `# ~! n" l  o) k7 U
  4.    u16 i=0;
    " m: k  Z7 w8 \- T" m, x% p2 ~* F
  5. " Y. ~! p) b5 ~3 D; F0 Q' a' v$ J
  6.    while(time--)5 T9 G! d/ ~. o5 k8 w, r) J* p& U  j
  7.    {3 J) l4 i  g1 g' k% a. _
  8.       i=10; //自己定义
    : K/ D0 R  J2 M" Q3 j5 Q, ?7 E1 M
  9.       while(i--) ;   
    / S6 u( {6 y, V; I
  10.    }: q+ s$ |0 s2 K; d- n: Y& p- S6 \
  11. }+ M# [, v+ _+ m4 {+ [/ P5 V) h, [, H

  12. ! w" Y4 T( u( h& Z8 F( S3 O
  13. //毫秒级的延时8 ^* u: }- W3 R: r6 K1 [
  14. void delay_ms(u16 time)
    9 L& p# [' s* a6 Y
  15. {   
    1 P5 X6 v+ B* G: _8 j' F
  16.    u16 i=0; ( B/ ?  I/ i/ d" `& q

  17. . Y7 K$ j% f9 A! U' E4 f# R# S
  18.    while(time--)5 m* O7 v, Q4 c; h$ W- J
  19.    {; ]+ C  `) @' O. K/ K; Z& ~  L# J
  20.       i=12000; //自己定义* z+ [+ n) U; v; I- E1 ]/ {" H
  21.       while(i--) ;   
      `9 t8 F7 w) t$ I  v$ Z
  22.    }
    $ {; t- \" D6 t+ {
  23. }
复制代码
& [# C7 ?3 r' |6 n
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& q: u% j* s7 ^* L. L5 h

  2. ( c1 z+ W3 r4 {7 O8 V  W
  3. //延时n_ms
    # m% e! a9 S, Q
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)4 A2 a+ a: w) N! d
  5. {; n" p0 D+ S( p! B$ P' b
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断( o, w% Z$ T* F4 _+ m) U: h
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))9 Z+ u9 |) }1 P' s
  8. {
    9 H+ Y" M& H( q
  9.        while (1);# e" P( A: |2 T! z, E, f
  10. }1 q. r/ k& A! h' D7 l% k2 g0 C+ R
  11. 2 K$ X0 K) ]5 l. G7 l$ D
  12. time_delay=nms;//读取定时时间
    - p% p7 O, P- y2 r* _! E
  13. 8 l" O( P! E9 Q, e6 G4 J
  14. while(time_delay);
    ; D- d9 A9 Z0 v9 |
  15. 1 D! {8 K2 ?* f: o/ q
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    1 S- E, |7 w7 [0 d9 F0 @
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    2 h9 i* N* ]& U8 x. o4 x
  18. }
    ) O& h% B8 H& A5 V
  19. " J* h/ T" ]/ X( O% V
  20. //延时nus
    * ]- z0 D- w: \3 r
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)
    + v% N! Q: H; G
  22. {
    $ @) t" P2 O7 X$ l6 n+ u9 O- X$ s' |2 A
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    0 e4 R/ ?9 I# |8 @0 i) b0 `
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))! ?- Q7 V% _7 @9 N% S  f
  25. {7 e0 W" g6 S( S$ p
  26.        while (1);
    . z/ f9 L( H$ m* z+ c) B5 p
  27. }
    9 W/ x. ?1 e7 a; N' F0 ~. f$ a7 ]

  28. 3 Z: N) u6 T: u. D7 g
  29. time_delay=nus;//读取定时时间
    , o2 n: J! A( f! p1 h
  30. while(time_delay);
    " Z1 Z% ~5 f; [2 {/ H3 P) V
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    6 p& n7 E8 Z- s7 T5 d
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器3 B" L  h7 v0 J* \9 H
  33. }/ W" x+ a9 z  @+ L! @
  34. 4 G$ W5 @2 F) _6 A) Z* h% ^* w5 ~
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时
    - I. ~- P  W2 B
  36. void SysTick_Handler(void), \5 W0 e  }/ w# o, {+ W
  37. {
    - H3 D) J; {" }: x; b5 Y
  38. if(time_delay)
    3 [2 o3 v8 ~6 ?
  39.         time_delay--;1 U$ K; U0 I5 P. @2 F1 ?
  40. }
复制代码
! m# X1 r% }8 N: S
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;" Y+ ?& M" S2 O5 O
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms2 K8 e9 d. x! q& n& w' g
  3. /**: x; r  m) X7 t* v2 |9 d3 K
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick% S8 m, D* N5 N+ A: I4 D0 k3 ~
  5. * @param   无
    6 x4 ?) q- i9 \" h  V& `4 V
  6. * @retval  无
    $ {7 S2 W( b$ L
  7. */8 I! D2 y# o0 Z/ M2 [0 f
  8. void sysTick_init(void)/ l+ I5 c8 A4 B7 C  p0 S
  9. {
    2 Y6 x; r- j! h; D, |
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次6 O. i/ P8 `: r& F( c. Z
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次
    % E# K2 v+ b+ g9 G
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    - n2 {5 G$ l  T! T) J7 |
  13.         */. \& d- P; q+ M$ s% ~, S' F
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
      G' d9 l( j; g: V. q; s1 K( |
  15.        {
    7 S: E+ z$ {, r, Y
  16.               /*Capture error */5 S" H! E9 w' }. K" R+ u- A. F
  17.               while(1);
    ' m! N8 U# S. C6 M, N4 c  v3 v
  18.        }% W' F" S/ v7 x5 O. N
  19.        //关闭滴答定时器 3 M- S* S; p. g* Z, D
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    & N; ^) e& X) x6 K2 l# r1 Y2 b
  21. }
    5 M. q& H# c2 M$ Q; U& d3 Z
  22. ) e' M8 r" T* A0 Z
  23. /**
      o0 p+ _$ Q+ `$ P
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位
    6 R9 e5 B3 a" y; ~* V/ w! x7 N% C9 S
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us" p" [+ K3 ?' d5 Q8 \9 L
  26. * @retval   无. s* O# I1 W" s1 Y% g
  27. */  m- a" |1 s* Q9 n$ U$ V5 s0 Z" u
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)  w# [! l! g  t% B2 s7 w
  29. {" H% [' i- t9 [+ v3 V- F3 o6 X# P
  30.        TimingDelay= nTime;      
    2 h( `" y* @5 f2 n+ E+ T  v
  31.        //使能滴答定时器
    ' `* p/ ~: O9 a7 T: y( W; j
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    2 x0 J& I4 K8 O5 s2 Y
  33. 5 C" Q4 E. O5 U8 H+ M6 G
  34.        while(TimingDelay!= 0);
    9 ^7 q" Y) ?9 l2 C- h9 h/ {$ j$ v) o
  35. }
    0 D) ]: t0 E! Q' M8 L/ A- `) @! I
  36. # q  V# T3 r. I' x
  37. /**
    8 N8 N8 U0 {" {- k
  38. * @brief      获取节拍程序
    & f2 Y! X4 {. j. E! t- M( _
  39. * @param      无/ T8 J3 a% g. r5 T
  40. * @retval     无* a2 p* [1 s/ C3 k/ Z3 x4 S
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用+ @% U" u0 ?0 }! }8 k: q+ o# I
  42. */, C1 D0 ^- P- ]$ u
  43. void TimingDelay_Decrement(void)
    ) |7 U2 i2 K" @* X+ k
  44. {
    ) r8 I' J. _% i+ M2 H$ S) G; m; A
  45.        if(TimingDelay != 0x00)
    ! c6 x/ [3 I  [( Q; I
  46.        {4 ?2 R$ i& Q- I# H% X
  47.               TimingDelay--;
    . p; [; O' l0 X% L( s
  48.        }# ~! m& D" E7 J$ O$ [9 U' x
  49. }
    $ x5 j4 ]# e5 |- u6 k3 I6 j
  50. /**, z; }. q) C! Y' g! W
  51. + [/ k* G9 U' b# S5 M) A6 r4 h
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    3 B. V8 J" x# O4 D
  53. * @param  None4 W8 n. c- b& |8 a! n
  54. * @retval None
    % x. w1 ]$ F2 _2 t3 r8 ]6 w! t( {7 |7 {
  55. */. L: a" k# z$ g$ d& a7 k8 c1 d  a
  56. void SysTick_Handler(void)1 C' K. ]% R* I
  57. {+ \0 Z; u7 J3 \2 a" r* C3 Y, z
  58.        TimingDelay_Decrement();   
    , B: o# D4 f8 d# L" k$ z( c* A
  59. }
复制代码
' u2 R7 Q: G+ F, Z
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                 5 a0 i7 n8 x# j1 h5 |
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数
    0 H. i6 V8 j% `, b4 {& U8 a
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
      p" T' h  w4 E* H2 E2 j1 i
  4. //SYSCLK:系统时钟
    6 Z- Q" W9 v# j( e
  5. /**7 h. n$ C' z( }6 \$ p8 l! L
  6. * @brief  初始化延迟函数% Y% e  d# r; W9 E7 U! k
  7. * @param  None; C8 a3 w6 }& e2 p
  8. * @retval None
    ; n1 ^6 s) ]% M( W1 \
  9. */
    / f6 W* [4 ?+ g$ I) r
  10. void sysTick_init()
    : k6 k7 W8 F9 c! }. \
  11. {
    , d+ @! K. m6 b6 E* y7 M: I2 k8 @- ]
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8# u; ~3 j! r- X. u4 [, l
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8
    7 F# n, X, C% U1 g' U6 Q5 X4 E
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    % p4 o1 @& p8 W3 l+ w$ n( o3 q8 k
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  % w! t+ O4 R/ O1 V
  16. }                                                          5 w+ t; r; k, y5 ~3 U/ M
  17.       8 z+ R8 v" z, Y
  18. /**/ h: Y) W4 j+ Y  A+ l$ j
  19. * @brief  延时nus
    * D% c* I* R. O) ~" u0 y
  20. * @param  nus为要延时的us数.
    5 c* A; r' O/ I* d; ?* Q
  21. * @retval None- `) V& m# H1 j8 a9 t: d0 R9 R
  22. */; c$ Z7 F. S8 D' [6 D4 z& N
  23. void delay_us(u32 nus)
    : h* r  T' X/ ?6 e+ p& o
  24. {            % q4 _$ G* k7 y: \
  25.        u32temp;               
    7 m# ]9 h5 M+ L$ Y
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              
    & _# b7 z, }( t3 G6 Y
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器( y6 l; V, ]* L# c
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   
    - s# x7 k: x+ R0 w3 N0 S

  29. 0 ]% {5 B2 |+ T
  30.        do3 I2 m! B1 ]- t3 E9 Z
  31.        {3 j) u3 m) b7 ~
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    / C+ _( z  |9 n0 b
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  - [& C! k. l0 {' C" ?3 S
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器6 e4 W  I. a0 D9 B7 b3 |
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器    " S' R; I* W7 y3 A" ]  ^. W* f, s
  36. }$ v$ W* s6 J* ^" O7 ~# \

  37. 0 i7 s( m: [9 {+ e% `
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
    & q% Q% c0 Q* W) ~- f$ K- u" G4 L
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
    : E/ p  k) E& \: ~, l
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms/ r) @' W7 [9 H* l& C' A% J
  41. //对72M条件下,nms<=1864. G, q, O. u# a$ C( c$ b$ \3 ^
  42. /**
    - L9 ]; z: b' w4 U) k( M) s
  43. * @brief  延时nms. i& q$ L1 [7 Y; L
  44. * @param  nms为要延时的nms数.4 ~; F1 ^- p& j4 M
  45. * @retval None( D. a1 o# @( v2 M; D+ Z, c# J6 b
  46. */' }/ u0 w: E1 a$ g* b; y: l
  47. void delay_ms(u16 nms): v) T4 l7 K  m8 U1 i
  48. {                          7 z9 M" L. `, ?( x( p. ^4 ]2 B
  49.        u32temp;            
    7 ?1 ^% S2 q% J$ E" c1 P1 ]
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)6 e: B9 N9 Z4 w$ I) B9 P
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器1 G3 n! G9 p3 A( L  D
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数 ! f9 Z: N" Z$ q$ x/ k! Y  o
  53. ( N2 M+ I4 v- U0 w
  54.        do
    ' s; U+ }- J- p2 R  p$ i0 ^! e) C
  55.        {
    ' K- O8 z/ i, J8 @
  56.               temp=SysTick->CTRL;% j. X" V9 i( H: d
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    ; q! y, z2 ?9 _  _& S3 }
  58. ( I3 z, n% B8 G3 J# H" u- y+ u
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
      u) @4 l! i: G( q* X% V
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              6 u3 ~/ i/ i# f# e& U& w# e) W
  61. }
复制代码
# s: O* Z* r" w, h9 `: A; l

( x1 X6 B7 p) \7 t' X9 z- \
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。

* f) f" Z. [2 O8 m4 S8 B
3 RTOS延时
& l; j7 k) n( p7 k$ a
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*********************************************************************/7 L  s0 P0 u9 x6 u2 _' X

  2. " \: N) V- k6 {# w! }' U6 W
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"7 U' U9 j6 U3 X  S( w" l; n

  4. / e& e& D9 X$ B( Q% B
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS
    $ w6 ]! j' |# t( a3 A! x, `
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.- ~" g' S+ o& }9 W
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS: A' q0 s& E2 F& a2 o; M
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用4 }9 P- _: O: K, x1 u. Y1 G
  9. #endif
    . i, P- f. H! _8 Q+ r2 U

  10. . n+ x% t' E" r9 c- h$ d5 A
  11. //********************************************************************************
    ; e+ q% B: n/ b% G# _/ [; s
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数
    4 t" J) U: s& U; L
  13. ' t% d: d) @, P) \3 v
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      ; G% `! C: Q2 n% P, B. M4 B
  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! D/ `, n) g6 |" g4 H
  16. #endif
    6 x0 a# s% N, X) G8 {  a# L% q8 e9 b

  17. ( a8 T9 r- s% }) c2 d
  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).
    ( t  v! j+ a) }$ {
  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
    , j- ^6 e' i0 }. F- D4 ?6 B: D8 E
  20. //首先是3个宏定义:
    ( \/ u( m: K3 H: t
  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
    + i% Y' R- i) `" G6 ~
  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
    ) ~; M+ Z, g; o$ {. A* }- P7 O
  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
    / X9 T! p& ~: G" q
  24. //然后是3个函数:; U1 R* u- b9 N7 Y
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
      D6 I1 J2 g# r3 G, W) ?) E
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
    : U7 f$ O8 p% ~. E, D9 G6 I
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.2 w* Q$ q5 a% J" ]3 P3 I- L
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植8 G2 Y# Z" f9 u! q$ x
  29. //支持RT-Thread
    ( U$ h3 }' Z0 P7 [" G

  30. ; N. V$ x% q9 z6 E
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;
    , \3 G. T; u' k2 v
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
    . |% Q" a6 o; t' t% f% e

  33. 9 X- S+ o& b" }/ ]
  34. uint8_t OSRunning=0;; Q" p& d" @- w+ ]1 y" Z5 t

  35. ; R& m2 R7 j1 A) u, X/ G9 R3 \
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   / z$ X, u1 d- i/ J; @) X) F* r
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行$ e7 ^6 y9 Y3 U9 N
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数
    ( }* Y& T" Z/ ^, ^3 n/ e7 {& h: A" r
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    & m- D0 R7 L6 r2 I
  40. #endif
    - E" A, G: E+ @, f0 X  T

  41. 4 w$ S% E: }% h
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)3 \# M: j" m. u, v/ w  u: B
  43. void delay_osschedlock(void)$ r) r* i+ y/ B( e; s; u: O! G
  44. {
    / @8 [4 G0 Z/ z4 x. G6 r) J9 u
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX, v' i; Y/ g9 ]+ F5 k. U* j
  46.         rt_enter_critical();
    & m/ i$ `$ C3 J( s
  47. #endif  ! _$ U  i+ D, C3 D
  48. }: m) A3 k$ {8 d3 e4 _7 d, t. Z

  49. ( m2 {- P2 C# I5 L; }$ D7 }( X
  50. //us级延时时,恢复任务调度# F# y9 }  p# e- a8 W. H
  51. void delay_osschedunlock(void)+ o1 R+ p( M. Q
  52. {     " Z9 E( g" l# ?8 P
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX1 Z5 \- e5 y: ?9 [" {
  54.          rt_exit_critical();* y( L* z, B4 q4 P
  55. #endif  
    - \5 i# D7 Z5 z6 A
  56. }' p6 i$ Z. A* @* _
  57. //调用OS自带的延时函数延时2 {% d6 N. v. W4 ^0 {
  58. //ticks:延时的节拍数- Y2 `+ V1 ]0 a2 ]
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)1 f% A8 W" g1 H6 I7 b- V- a. q
  60. {
    ! y0 A# d; \' b. a7 c8 b
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX5 i  \) u/ `+ B
  62.          rt_thread_delay(ticks);% R( d6 B  d$ h7 m" \* H
  63. #endif   
    8 q; b2 v( O3 F/ V
  64. }
    % E- p# n2 ~+ X3 r
  65. #endif
    # J3 P  ]  H6 D) W
  66.    6 E6 e/ C0 w) l
  67. //初始化延迟函数
    & D1 H- p1 N/ h% T# y/ c3 P0 A
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
    - i& [+ l3 d: L( ~) a( x" r) t
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    4 Z9 F$ X0 F2 z( V) v
  70. //SYSCLK:系统时钟频率$ \. v8 w( `" ?8 Z, F
  71. void delay_init()' i( l, i. o" x: T' P4 g& f
  72. {* O- ^5 y, F, _  ?
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.9 u8 P! n4 I4 o' O5 |+ e
  74.        uint32_treload;' m. T. i6 v) r7 ?7 N/ }" e8 @
  75. #endif" v: U& `" [, Q2 }
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    ) r$ o; j$ i8 U
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    6 ~8 {/ Z/ p+ v
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.
    . c1 p  Y3 ]# e3 O
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    - G2 G9 j6 z' Y9 y
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
    * r1 t) }0 H) ~
  81. 6 l0 p0 c  `& J" i! G
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    * |1 z5 h& O& e3 i. T5 [5 l

  83. - M5 X$ g# O" q
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位       9 t' w9 j4 Q4 ]
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    3 v! d% n  e/ }4 q- h
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次 6 {) d2 z$ }% N
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK
    6 Y- M( s% J- }, W4 v/ X! I3 t
  88. #endif& b* T2 h2 l3 P' y3 n. ~6 Z9 g
  89. }                                                         
    6 P% J% F, l" ]6 V
  90. 8 n7 D* P0 O, j( K+ K( f
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.
    3 o: V; C" S2 ^: _9 P+ B) p& H" J
  92. //延时nus
    * r8 T9 N1 H1 t
  93. //nus:要延时的us数.   
    & o5 S5 J7 `+ N
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 
    ) c( h+ k1 q5 J( E! f$ R
  95. void delay_us(uint32_t nus)& p$ q2 U9 ^+ Q  j0 i; K! i
  96. {            
    0 i- D$ n. y/ C; M  B2 ?
  97.        uint32_tticks;* n, j5 y2 [1 I! `
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    + Q5 n, r/ `" c* O# G$ ?/ [5 T# o
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    4 ?9 f$ Y# D% u- z: Q
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数& o' \1 [0 T5 e2 _" Y0 {% n' G5 F1 Q
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    . I1 J' R6 |4 v. k
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    ( i' ~& U4 k' ?% `/ ~* ?+ m

  103. ; a, I. n2 Y* ^2 Y; q) [+ D
  104.        while(1)
    ! d. M8 }) N% y! [8 `2 A* f
  105.        {
    9 l0 O/ [" p; [; G) @
  106.               tnow=SysTick->VAL;  7 Z/ ^/ p3 |2 o& q5 f& M: C$ z
  107.               if(tnow!=told)
    7 B) |: D/ Q/ A
  108.               {         
    1 e4 D. ?) l- V. F6 U. u) f, h2 l3 n, a
  109.                      if(tnow<told)
    - q+ ~4 o+ j  Y! O3 F' A
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    - h4 @) H" U3 s- l
  111.                      else
    ( |( A, v- I0 ~0 g* d: c
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    ) Q3 {+ r4 ?' i7 ?
  113.                      told=tnow;- G/ b) M& D, c7 z* e$ t
  114.                      if(tcnt>=ticks)& v) h! K8 k( r! Y
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
    - {0 g8 o! w' L( X" F) m2 l
  116.               } , G- y2 c$ r7 b( W! k+ G
  117.        };1 c3 ?1 C0 L9 I& m  _
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           
    . [; K) H# d  o. Y  x$ M) R% _5 i
  119. } 0 ^( r6 M2 @1 g$ G% [
  120. ( X: e# k$ J$ |$ m% B
  121. //延时nms; C* N) [  N7 A" d3 j
  122. //nms:要延时的ms数+ \/ K7 x& p- b  y
  123. //nms:0~65535
    + a& ]  ~. c* y3 _7 e3 a8 r, p
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    / _5 ~/ u5 l- }* B" a8 a$ K
  125. {     
    ' ~5 I4 O& L! n6 a% ?* R
  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)        
    ' l0 w8 L# g" u
  127.        {              1 a3 r4 L3 A; N; S6 }
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期
    7 f8 g2 b) L& I
  129.               {& O. L: {6 h: P% y% E; k
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时+ D$ _9 R$ b* U! D7 o8 V7 F
  131.               }
    2 U  E  ?; P8 s/ Q, Q; o% t6 [
  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   
    " |* G; C; f6 J! W
  133.        }  b0 g" j, i* `3 S) g' c7 N
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时% Y% Z1 h) d) B" }+ U( ]5 e
  135. }3 o: {1 e5 b' K4 z& B/ l& {+ R

  136. 4 h3 S( b, [$ O4 z  @" e
  137. #else  //不用ucos时
    ( S9 P# ^6 Q6 l: u
  138. //延时nus
    ! Y$ \5 F- @: ]* t& w
  139. //nus为要延时的us数.
    2 ]$ u6 A( g3 J- Q- B
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)   
    , F, U' t' b; |  X- ?( w
  141. void delay_us(uint32_t nus)! W( r6 T1 r: q# D
  142. {            
    5 k8 a2 J' A* M5 K5 n  @, l
  143.        uint32_tticks;
    * E4 Y1 P9 y. l) z1 D* ~
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    4 j5 [0 ?4 @1 o$ \. z  e
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    8 o0 }% t' w: y% r/ ^% Z9 r/ j
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    . d1 p" S: L' E7 j
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    ( ]8 f; @. k! F$ N
  148.        while(1)
    3 ~% O5 x6 S3 G0 @/ U. N# G" e
  149.        {. ^7 t( J) B; E& ^% e0 h( }
  150.               tnow=SysTick->VAL;  
    ) k9 y0 K% o- O3 ~5 p
  151.               if(tnow!=told), Z2 _4 J/ P" l" R* M( Z
  152.               {         
      |# z# P( g! v
  153.                      if(tnow<told)
    , K+ Y$ J, ]* X/ q( q' J3 o
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    2 @4 n* Z6 y1 I. T6 o6 w
  155.                      else
    1 e' V: D) X( p# W9 p; u4 g1 X$ n
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   # K3 @5 Q% D' C+ i+ z! Q
  157.                      told=tnow;5 P2 b/ |, J# b( d. a
  158.                      if(tcnt>=ticks)
    + O) U% l  ]) T, N# x2 `* X
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
    + F) p/ @, i# Y% Q3 |$ X" Y
  160.               } ! L1 `- c% D' p/ Q, h) v1 m$ o- G
  161.        };
    ; F! h8 S0 t4 Q* r; z. A
  162. }
    5 Z1 G/ Y# v' ?1 a6 E
  163. //延时nms9 x5 u( G* u* x; v" N+ y
  164. //nms:要延时的ms数, W0 `, u+ h: {9 X1 A: M9 T
  165. void delay_ms(uint16_t nms)
    , S# j, e5 Q1 W+ A; O3 @
  166. {8 i3 J8 ~$ C0 U3 U) }* {2 W
  167.        uint32_ti;6 R6 ~2 @" I% m! N3 G
  168.        for(i=0;i<nms;i++)
    4 u* V& P$ W0 f1 u
  169.        {     
    + o  ], l8 m% P) l
  170.               delay_us(1000);# R+ o9 _& P3 {  I# t
  171.        }( {: y5 o9 L- N9 X8 }
  172. }! B/ @4 O, r  L8 @/ @. V* D
  173. #endif
复制代码

( y) X% y' j% D, x
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
/ @9 d. K0 Q" ^2 @. N
+ ^+ h% q: D. E: u) R6 g) b' n
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。
9 ~3 ^" V# U5 m0 T' ~5 e
0 v; e( d( q; M. s( b* 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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