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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

4 \: ^3 t3 E* o+ X7 X
0 B+ ~/ L" n/ k; t1 e5 e
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
    2 t, k6 j8 ^4 I7 p5 o
  2. void delay_us(u16 time)9 C+ X8 |7 a+ S' j/ K9 z5 W7 g4 R# Q3 u
  3. {   
    2 q$ f7 E6 m, b* @
  4.    u16 i=0; + y7 V1 L; }9 I

  5. ! U% B4 T+ g# `* p
  6.    while(time--)9 m5 {. [& v6 C- A/ v$ E  C
  7.    {* z+ M8 t. J$ U# S8 K
  8.       i=10; //自己定义
    2 e; l3 r, n  N
  9.       while(i--) ;   6 V% V# I7 U/ t+ `2 _' D% q
  10.    }! ^) Z/ N2 C3 O: C7 ?2 S( _
  11. }, ]: u) P/ _' `) H3 ~! K
  12. 5 {# s, M) a4 o5 I
  13. //毫秒级的延时
    ; s$ y* d2 G" D  @# Z4 }/ s/ I
  14. void delay_ms(u16 time)
    6 H" g) Y; ]/ l
  15. {   
    . y3 U4 ]5 W: X, C2 {
  16.    u16 i=0; - U1 V5 c$ i. A4 a& d

  17. ; Z/ K7 _: R. T7 Y+ c7 P6 Y: p; h
  18.    while(time--)7 A) x0 N2 K% ^, O! J
  19.    {
    4 v- k7 H8 m6 D3 R
  20.       i=12000; //自己定义/ W! j. t, L4 z8 d9 G; A
  21.       while(i--) ;   9 s) a# X+ Y  P* d6 g9 ^5 P8 G
  22.    }
    1 ?; o! W3 }& m" R- Y8 u
  23. }
复制代码

4 x3 I5 s/ H" D) l4 `. e
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
    % H8 W% r! p1 Z0 d( }) n1 N

  2. 5 g; W6 M9 ^' _- ~7 b
  3. //延时n_ms) v! F/ y) R/ {4 u. A/ |5 [' c
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)3 E( A* r* I) U
  5. {
    6 V: Y$ R( n/ D
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断
    $ H, m3 W; y4 t% }
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))* s# _& D0 z. {' C+ R8 R4 j
  8. {  g+ N8 r1 f; C3 a; d; \. N2 _
  9.        while (1);: \! H! Y0 D  ]
  10. }
    1 j/ w0 m" G% p+ z) [# d( }
  11. 0 a% v3 N9 V! w& y* j; i8 o( l
  12. time_delay=nms;//读取定时时间( l2 m- W; S! Q+ [
  13. ) e( [5 y. d+ [. U* c9 N7 D: A
  14. while(time_delay);
    $ A! O2 w5 _7 c: f; u8 x3 {

  15. % o3 m: o! M' n, v* u
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器) O: S  k  H" _; G) |& M, M
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器- ~6 f: G. q" L8 ~1 x
  18. }
    ; Q! d$ Y3 R3 |) h( T& ?- h0 \
  19. " y  J" a% A) n3 Q2 t
  20. //延时nus
    % r  }/ M; h9 S3 m! ?* |% |3 E! g
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)
    : u* h( U4 \. F
  22. {1 p' v! }4 O, ]. j7 Z$ J
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    9 Q! M0 |/ B5 U% G" \
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))3 Y3 I% }2 Q; G- P$ A# p4 ^: I
  25. {# C! F8 M" ]& c: p& B' A7 y
  26.        while (1);; F" w( [# U6 Z! L- P  Y' N5 h
  27. }2 c) R) G8 Q1 k7 U2 \0 I
  28. ) w  U0 h) K9 ?" w
  29. time_delay=nus;//读取定时时间" w$ V' n: I  R) V4 Y$ S
  30. while(time_delay);  K' _6 n! l( S
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    3 I8 G, t! S8 |$ n: Q
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器: k; r( ~, ~9 O4 t
  33. }: ~. H7 E6 U3 j  C$ a4 V. E
  34. ) ~7 L0 m" l, m; c; J; W
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时# x: h/ \7 L* [* b
  36. void SysTick_Handler(void)
    ' Y8 q) p. ~7 b+ p- H9 f% a: j
  37. {, J8 L3 A! @  \5 g% T
  38. if(time_delay)6 q  Z0 L/ P: z! r. T  j6 w9 e
  39.         time_delay--;
    1 R2 F* O5 j. u
  40. }
复制代码
: M4 T0 e' s, D9 A5 \
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;
    # T2 f# r# g- l2 \3 Q' R
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms
    ' q3 Z1 f6 V( [- g9 i9 {5 n  U
  3. /**" _+ Y/ P' T9 h9 {
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick. M' ~) U, E, T  ^) q4 D4 [) G
  5. * @param   无
    - Q, i; @) C8 R
  6. * @retval  无2 z) V) k7 a  p: D$ T
  7. */
    / V0 Q# v% L! E7 s
  8. void sysTick_init(void)5 N+ t' S* |0 L7 ~
  9. {0 ]" o4 d* f" u0 B9 z4 a
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
    $ ~' a6 l& Q$ a+ Z: Y5 U# n
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次% f/ l/ {/ E. c; l
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    - g; T+ p) a; X, P$ K/ V- M( ?# }
  13.         */! z! F3 m+ g2 o; Z" ?% O5 s
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本7 Z6 i2 U& r4 J1 ?4 b( T# P$ o
  15.        {
    6 N$ n  ?3 g9 [5 s# k3 f
  16.               /*Capture error */
    ! x3 d$ c% ]8 h2 U
  17.               while(1);+ i! m# f/ E( R0 F; b: X4 ?) \
  18.        }, m6 Y: q2 Y9 ^1 s0 R. ?: {
  19.        //关闭滴答定时器 * a$ z4 t6 Y+ {7 r" r& D+ p
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;6 j7 q* C  \  q! S& D1 ]
  21. }% @8 ]3 ~" z# W* ?' h% _

  22. 6 Y7 l4 W+ b6 V" n+ A0 a: |
  23. /**+ A$ e0 y7 ~( D6 t- u. E% {* r/ A
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位
    0 D( c% G) o3 l3 H  ^
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us
    % }7 ?  c: k3 Z% E# N6 U9 Z
  26. * @retval   无
    " j! }( d7 [) Y4 e8 Y8 R
  27. */; F5 s2 d* M! c8 R
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)
    6 P9 V( T, f3 T9 L% I
  29. {) A5 t0 A) W& V9 M" P
  30.        TimingDelay= nTime;      " R( I0 q! W! C9 m
  31.        //使能滴答定时器 2 g( T# q/ R6 {  g! Y
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    ' o* r# u0 _7 k) A1 Q7 m
  33. + v3 E! Q! y* U# Q7 m# D
  34.        while(TimingDelay!= 0);' p" I' Z) c4 }/ P9 w$ r1 ^0 N
  35. }0 I' X$ @2 T8 O
  36. 2 E/ n% E$ H1 k9 B4 T, P+ X
  37. /**
    1 c7 Q1 d3 n1 u, c/ h7 _
  38. * @brief      获取节拍程序
    . N: t. F/ ^, U) d) Q  k
  39. * @param      无2 i, `$ `' B5 D( `0 j
  40. * @retval     无
    2 }; Q3 i; m% `. B  F% [$ \
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用9 y1 f2 P8 e5 L  [
  42. */+ j4 B" t2 n) L6 s( z
  43. void TimingDelay_Decrement(void)
    - J* K+ ]4 `2 g- n* `
  44. {9 D7 y- D! N5 W( L+ ?1 t
  45.        if(TimingDelay != 0x00)" F$ K9 ~3 a% G; ?: j4 S$ l
  46.        {+ h& B" ^; B' d) c5 R
  47.               TimingDelay--;9 G& i  f9 I- j! R; L  `% }3 p0 j
  48.        }
    ! u* m% T% U4 w! I3 [* B3 X
  49. }  w/ a# s) ]; c+ O" D" ^( |& {
  50. /**9 O3 f% b7 B6 k6 t- I
  51. 5 f6 s1 r, h8 J7 r; i' E3 T. p
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    ; W  N! ?+ D$ o$ v5 c4 y6 f) h
  53. * @param  None
    ) q3 n6 D+ J6 J/ f' m& M: t1 @/ x8 M
  54. * @retval None
    & l  E, x' i$ y8 g3 t6 y
  55. */0 w" z  X+ B) w) O/ v) J5 Q
  56. void SysTick_Handler(void)% [. J/ b6 w7 P: h1 Q& v9 H
  57. {! O" i9 i. Y& o! n* Q9 f5 W
  58.        TimingDelay_Decrement();   
    8 H$ f1 Y/ u1 q7 G0 q
  59. }
复制代码

$ L' E" v% Q7 {# h
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                 7 n! m3 B7 H/ z9 r' ]  T7 A
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数6 m6 w8 ~3 `# K
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8! w; p( V) @' d. F  [* @
  4. //SYSCLK:系统时钟( S6 J3 D) V. h, a" [& \* H1 B
  5. /**
    ; k5 m- R/ |, m+ I( Z
  6. * @brief  初始化延迟函数. }5 m3 [$ z5 n
  7. * @param  None7 P5 ]0 B0 h4 I  m
  8. * @retval None0 r$ E( h9 w$ |+ F! A: F; l% J
  9. */( Q; @3 C# U% I* B
  10. void sysTick_init()
    4 S0 O5 u8 _, Y9 a
  11. {
    6 C3 _; D1 g; \& y) W
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8* o  p/ ^1 F& t9 w' f$ q
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/88 [. Q) u7 |* z: @
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 , d/ v. G( C2 i- H9 y* B
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  1 l( e8 j  Y; C9 Q$ R
  16. }                                                         
    ! W5 F4 c6 A/ E* P  m
  17.       
    . C" [( n/ }' i1 Q  @. l2 F2 S  b
  18. /**) K& y- B. W4 X1 ^& c
  19. * @brief  延时nus* ^6 n) }! d4 x4 O' z
  20. * @param  nus为要延时的us数.3 `+ s9 R" \; F1 q3 s4 Z) f* I; [( i
  21. * @retval None2 m& z) X- c( c& [  x" ]' y
  22. */
    " j0 ?' @& `4 r! J" q; ]+ i8 c( @
  23. void delay_us(u32 nus)
    - N& I/ `( M( q& S7 g$ n9 x8 V
  24. {            $ n6 j# C- e5 _, U: [
  25.        u32temp;               
    9 b  F' \+ f7 `0 J! @4 b
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              - E1 G. o& f$ k  n, y
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器
    ) Y* `& U9 B2 L2 _
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   
    5 K0 q: I7 g, W/ T. P

  29. 7 ^* T* }. m) u, d1 @- i" [
  30.        do
    1 F" v' Q/ J' ^9 i9 R. o
  31.        {
    , K  q3 P9 `/ T0 W/ z
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    3 n0 n& Q, r7 `6 {0 [- A* X2 W
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  ) {9 |! P7 h  z/ l0 H) E1 \; A
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器9 H0 h8 f, _) R
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器   
    $ g- @/ U! J& G; ~$ r* I7 Y( r
  36. }
    % h, i+ ]. R, m: u! Q9 F

  37. 1 ?6 U9 W% X* @# F, Y3 r
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
    " ?$ R: f& l9 {& h
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK8 _  O5 s3 ^# a: q! t
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
    8 e- N2 W# e- `3 I& s7 b5 s( b# Y
  41. //对72M条件下,nms<=1864
    4 K0 o  C4 l) V+ Q  g+ y' U9 D
  42. /**5 X& g6 k; D. j: R
  43. * @brief  延时nms+ F0 W/ o6 k% T( ^' ?
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    ) x! s/ k- j1 \7 |. J! r
  45. * @retval None
    5 Z+ c4 `% q& ~; {6 M) I
  46. */
    + m3 q# V% l$ t# @3 Y3 m  C) i
  47. void delay_ms(u16 nms), S1 K4 z6 F2 z5 C, L4 b- \
  48. {                          
    9 w7 Q- @( j' l! O1 ?# E
  49.        u32temp;             1 a% o. p: S9 {/ V7 Y* _) i9 a# J
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    , `1 i- u8 }8 y# O$ ^$ ~
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器
    2 }& u0 {$ F5 ]/ e7 |
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数 5 O" q1 a7 X5 Q0 E3 t! a

  53. ' p( i) L5 }& u8 G6 b% B
  54.        do" p" ]( B/ Z% _- f
  55.        {! r7 t6 M0 Q0 J! m. G2 C# j
  56.               temp=SysTick->CTRL;$ ?) n% N  O3 P1 A
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    # k$ \$ r* g: a7 Y, V4 l; J

  58. & m5 a3 W8 m2 _6 A8 H
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器& l+ C( }1 P3 G6 ~7 ?
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              
    . }5 a9 H7 e! W
  61. }
复制代码
3 S! [# G2 u% x6 W; I  x# |
, P1 U- T" \( `, V% A
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。
2 W3 \: E% k7 a" D
3 RTOS延时

, q/ J8 Q% X8 ]5 V
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*********************************************************************/# V) `; B) \7 H% X

  2. 4 Z4 D# p, L6 H& F1 `
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"# N( E1 W3 m6 b6 n
  4. / o& W# r$ R$ Y
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS
    * J( K& p" t+ Z* Q7 R
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.0 P+ ]( h+ ]8 A2 ?* R# o9 m
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS1 D1 u2 J7 r4 h' q6 T9 p6 V; _
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用& a$ R3 H7 c2 m5 G0 A: X
  9. #endif
    2 n& ]1 S3 ?4 F0 ~# s6 l
  10. , {( j* R+ v& ?5 @. w
  11. //********************************************************************************
      I0 C% U1 ?. ^
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数
    2 U/ i" f+ G" P2 n' Z6 ^1 f- u+ G
  13. 2 P7 B  r; ^% U! x& e
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    $ r% c  ]) c5 u9 N1 M; I7 t  I
  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
    9 D' t0 q5 `" \2 d" @& j
  16. #endif+ _% e2 Y! n+ H* p/ o1 K  ?8 r
  17. " o; X8 v' m( e8 M4 S& W
  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).( N$ D/ X7 y6 H) y  x
  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4 }2 @$ i; k: x  D; Q+ u$ u
  20. //首先是3个宏定义:$ r& m; |% G0 U4 A7 n4 W
  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2 y$ H2 v, c' u7 ?7 P0 d
  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systick9 K9 \8 g) `& n0 q! L6 N1 q& I
  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1 A) `1 h2 C2 f0 u. A5 A- o
  24. //然后是3个函数:1 f8 O1 b  Y% G  x  h$ Z
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度0 l2 h- c3 H" q' Y: Y( u4 L
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度, b. X: c: @2 S  t9 Z* n
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.# B% Y, l/ X0 {4 z0 X  q" X. z% U
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植& k* e- b3 ~8 x8 o. \
  29. //支持RT-Thread: d9 R7 a3 A( d; m: k
  30.   Y( X2 Y  m% S# I. V5 M2 z
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;
    - o& l, r$ `2 o+ d  L' d6 m/ D
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为15 e8 S4 L% p+ L4 @

  33. 7 v1 v0 F' e8 l5 r
  34. uint8_t OSRunning=0;- A. E) a3 P4 j1 Y) _) W! ]
  35. , A/ r/ G7 [; A  j* a- b3 \. f6 t
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   9 o$ B6 J  r) ?) j
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行/ M: Q- Q# U( R! z2 V# l
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数
    4 v' J% L( }& C/ Z5 U( z
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
      i" J) \4 L) ~
  40. #endif
    & C9 J! r/ ~+ C3 R$ {1 H1 G
  41. 8 N! I9 c8 ]' v5 D8 }0 ^. N
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
    - A: \3 e( |6 _% {8 d1 P& b7 y1 T
  43. void delay_osschedlock(void). D3 s- K: L9 i" s) C4 n2 F: `, @
  44. {
    6 z+ l0 x9 f7 H, a! E
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    2 i3 q; B4 R# T- c$ D
  46.         rt_enter_critical();
    , X5 ]* q* M' A& M2 e
  47. #endif  
    ( p" t/ |4 w  _
  48. }9 B# q! z9 z5 ?7 H3 Q/ [
  49. ' A6 K1 J; ^+ g* s0 o% j
  50. //us级延时时,恢复任务调度9 I7 S. J/ e# z
  51. void delay_osschedunlock(void)+ U. i# I( C1 b' q' t1 A# J
  52. {     * F6 Z( z7 h  y: y& Z
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    ! i" R% H' C( k3 m  S
  54.          rt_exit_critical();
    , B% J6 w: v6 _/ i! ?  U' d- ]( W
  55. #endif  " C- f$ k/ |' C3 J
  56. }
    $ ?  \3 \. k/ G* J6 f4 C# B
  57. //调用OS自带的延时函数延时& P. I' k0 R. o( r0 @# H3 s
  58. //ticks:延时的节拍数
    0 K% Y" n0 L0 F$ K- T  b9 Y% X4 t  [
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)+ o: ^' [4 j- R5 ]' ]4 W' c- }1 a
  60. {
    & N* K$ D7 T% O8 P) h: J: n1 B3 r
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    % R) D# z5 d+ K0 B# E9 V3 F% X
  62.          rt_thread_delay(ticks);2 z# l- b; a% W0 s4 ~! Q& }; P
  63. #endif    ; V% F5 v( }' k9 j, t9 N  Q
  64. }- I2 s! X# O; S
  65. #endif, }+ X; Y# k, f! J) v
  66.    
    : V) ]7 u, n# q: A" B. ^$ [7 {
  67. //初始化延迟函数; s) ~0 H! J6 K$ D; @
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍% ?' V: g2 `( j9 G# H4 F
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    8 Y- N% s0 _) }4 a& C
  70. //SYSCLK:系统时钟频率* u' x, d- y8 n1 G: U4 y7 t
  71. void delay_init()4 W- B) \- e8 z9 x0 `
  72. {
    8 d& s0 }* Q8 q2 S+ e
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.; P- U- B8 w7 M' M
  74.        uint32_treload;
    8 i6 l% J4 m1 l6 i
  75. #endif3 T" h& y- |8 n% b* n1 L
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8/ A5 B/ @  n: g+ I0 @" N* |
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    " a" P( J$ e5 `9 f
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.
    , B+ m# M( S0 g* A
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    / d. e: v6 G' o8 D; e( ~1 ^8 @
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间3 v$ _5 H3 L: c, C( }& f
  81. . ^/ ]. t2 {: J
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    - a; M5 R* B" S9 t) [

  83. 8 U* \- x0 i) r# z
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位      
    & H& T. ?8 T  T# Z/ S& v4 \& b
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断% H  y* K: [$ j8 s$ d4 h3 r& P
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
    $ [$ J7 t( y2 n/ h0 s: A/ l, Y
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK
    , ]) I. y6 H/ p6 v
  88. #endif
    7 s; {4 R5 b; O1 I
  89. }                                                          ) y" X" \9 y0 E5 \5 `9 X
  90. : ?8 [! f+ @, l2 v4 {5 s' o" C
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.3 c5 r5 P) z/ b+ P$ J
  92. //延时nus
    * X! P% i: ]& ]( q; O
  93. //nus:要延时的us数.    0 [/ o4 R3 [' \- ^0 c
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 " O0 I+ p( l" J& L
  95. void delay_us(uint32_t nus)
    : U& v6 ?7 S! p  @# L. {* Z5 x1 o9 I
  96. {            : z2 ?+ i1 \+ J. M
  97.        uint32_tticks;+ W3 `( i& U/ O8 |. X8 A& [
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    1 V* U, T8 U; q4 [4 S  r+ z! G. J4 P! c
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    1 {7 W  d! Y9 P* x
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    ' m0 f9 W! Q6 [, f8 N
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    % I& Z) N* c6 X2 R' o+ G* b
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值/ F3 G/ {$ U8 F
  103. 6 O; D  R( O9 o" X
  104.        while(1)# {$ H" F; e  s
  105.        {
    * _4 M5 _4 \& \* |$ x2 m, o0 w# e1 D
  106.               tnow=SysTick->VAL;  
    # ~" G* J! c' r! `( u8 h8 k% `
  107.               if(tnow!=told)
    . {+ Z- N8 @4 S6 Y; O
  108.               {         ) s0 ~9 D) C, X- \/ j0 _, B
  109.                      if(tnow<told)
    5 D/ a1 ?& ?5 E. C
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.2 s) C9 {" q! F
  111.                      else
    , @, |+ f* j4 O) C! f6 C
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   7 d0 Z7 e1 N7 G& w8 m' r; P3 Y
  113.                      told=tnow;
    ' ^5 c8 a. t7 T$ |  e
  114.                      if(tcnt>=ticks)' V. T1 r# t- ~. R. ]" p
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.: |9 U+ p4 b! S$ G2 L
  116.               } 4 H3 G3 i' }' X& l0 L
  117.        };: r& d8 G$ z6 I
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           
    4 |/ H4 J' L- [+ _* e
  119. }
    & d4 [) B/ a) H+ @

  120. $ Z% n0 K. X* t
  121. //延时nms
    ' f# Z5 Z# Z/ }
  122. //nms:要延时的ms数9 B# F; s8 X# t+ I9 l6 ?" k
  123. //nms:0~65535
    # K* s0 {- p" a8 @1 m4 l9 ?
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    1 u) t- R6 u3 v
  125. {     5 U2 b' B0 B7 [8 h, c
  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)        
    3 X2 q+ `$ |. w
  127.        {              5 c* z( e9 g3 H6 g, {  z
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期( @* u( x. @$ G
  129.               {
    ; E3 F% `, s  j6 R* ?
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时
    . v& Y, ~3 {/ D: E. R& ~( p. o3 H
  131.               }7 h3 p; a$ ^! u; X8 q
  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   
    : D( m4 V( R- B3 k4 u  H+ f4 ?
  133.        }
    * M7 A: w; d0 ?! n) R3 T& X* U1 \
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时
    1 U, u4 O5 F- p
  135. }3 E1 J9 D& F- I+ `2 k1 A, z8 i

  136. % x  r  g; ~! x7 {* `5 O
  137. #else  //不用ucos时
    + Y- v1 X" C* e# `9 w, G
  138. //延时nus0 {. `- d! Z; h: U& M, \1 |# H0 e
  139. //nus为要延时的us数., a9 R- @2 A$ |' [( j  d. M1 O
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    - x6 e1 [! j' {
  141. void delay_us(uint32_t nus)
    ; h9 _# j2 j6 u5 N2 w# F
  142. {            
    * \  f3 e2 R+ u3 P
  143.        uint32_tticks;
    & Q" ]+ u6 e" D# ]
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    , q+ E0 v0 N0 a1 O" ^: X9 o9 \7 u
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    3 m5 }  V, j. S- W
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数# {' {  d7 B5 ]5 u8 P
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值6 Q- t5 I# Z3 _+ f
  148.        while(1)+ J# y4 U/ R% f; Y& @( u# o, K6 F
  149.        {& S2 Y) _( ?0 W
  150.               tnow=SysTick->VAL;  
    7 W) a: ?  g5 H# F) }. f
  151.               if(tnow!=told)& ~: T9 C& P0 r3 F
  152.               {         , k( b/ l/ D, E- S
  153.                      if(tnow<told)% `5 H' ^2 a3 _% v" B0 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.
    & x/ M) @. h4 X- n$ ~$ ^
  155.                      else" D6 s- p- I+ P: }: r5 S. T$ U. o
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   
      x: ~& Y: y7 o" C/ z- G
  157.                      told=tnow;" s& D7 L9 x9 T6 \; S' q: y
  158.                      if(tcnt>=ticks)% R6 a! d9 W- }0 ~" C0 ~
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
    % F. B, K2 ?! m7 |% z
  160.               } % D; w( R1 c# t2 {4 z( M3 Q) k
  161.        };
    $ @- {9 B; _' _- A! d7 w  z- h
  162. }; ~( [! s1 ~" u, ?" _$ b
  163. //延时nms
    $ ^5 ^0 j8 k7 k. p& E0 t# |8 O
  164. //nms:要延时的ms数
    * }7 k9 U+ A7 q$ g' V$ E( v
  165. void delay_ms(uint16_t nms)
    , k* }- t6 b+ B( c
  166. {: A) t$ B3 ?. p6 y3 `
  167.        uint32_ti;8 u" r) \7 |; a7 G6 Z4 w
  168.        for(i=0;i<nms;i++)
    % {/ M5 n: V$ z# C( @; }1 s: E( n
  169.        {     
    + I5 N/ h/ \: G
  170.               delay_us(1000);1 o  |' |5 Q2 A6 H5 K! p
  171.        }; Q) ~* I9 E& C3 Z
  172. }4 F4 j/ T2 ~5 u5 F' R
  173. #endif
复制代码
' n! p/ Q5 r% u, I) Q
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
1 t8 O* J. F( N
8 N  @' x! `* I6 Q4 ^
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。
# m- `- M$ Z# Z, v5 k* y6 p" I* P& j
/ J3 C/ Q1 |+ u5 @. z( L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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