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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

5 T- W- l  ^: o  G$ W* H* e" h& c
4 T5 v% l; g1 B  P/ W
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
    4 g4 P6 `. O9 z7 `. j
  2. void delay_us(u16 time)% t5 S. N2 ^" t& z4 N* p5 H
  3. {   
    + F/ n; o% i1 G, A  V4 ^5 ^9 `
  4.    u16 i=0;
    ! S! a1 z. C8 v8 Q1 `7 ?" O- p1 L

  5. * L5 F4 d3 T' f( N% I
  6.    while(time--)
    7 ?; Z* u9 ~) D2 O; B5 R+ O
  7.    {) m9 f# u- c% J$ Z" |/ E, f
  8.       i=10; //自己定义
    5 R6 B+ Z- ?4 [2 {: U
  9.       while(i--) ;   
    8 T' i+ T5 N3 J7 I, c" w" S. m
  10.    }
    # r" U- l4 u* R5 B4 V
  11. }/ }  u0 N% ^, |, C; [7 j

  12. 1 u7 R- o9 ^$ `* m
  13. //毫秒级的延时/ g8 s& f! l7 G/ P, m" ?0 G
  14. void delay_ms(u16 time)7 F! l/ m: u2 ?8 d9 w" Q
  15. {   
    3 S; A& ^0 I* z% a- e- E0 h
  16.    u16 i=0; 0 ]+ ?5 S# \/ o/ T5 n
  17. , Z; A  O3 k6 h
  18.    while(time--)
    2 {. c5 j1 v$ @7 S, n  h# z1 T
  19.    {
    ' f$ k  U& M+ m5 M/ U0 x
  20.       i=12000; //自己定义
    1 ^( c7 }# o$ C4 N0 p& [
  21.       while(i--) ;   * V" j8 {7 I+ C5 l/ e% @' e
  22.    }
    ) [4 \* C- q5 }+ o% `1 h
  23. }
复制代码
) H* @# z4 h9 K6 F+ g
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3 |1 r$ M) G. E% }0 I: g

  2. 2 x% q/ e5 u% `4 e7 d' N1 ]
  3. //延时n_ms
    - c% l/ }5 h) x# I9 \3 ^- v
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)
    1 E  V. O; h& ~$ T  {
  5. {
    . v5 q- o3 d) |- R  b
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断
    ) {3 o8 @% y' a) e
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))  r* U& f% K: H8 m7 D: _( o6 C- `
  8. {6 e- }& t. t9 h
  9.        while (1);
    , L  M+ t7 n' \* ~# w8 Z2 D* n8 g
  10. }
    0 M" q, a  k# I# |# H

  11. 4 f2 G. r3 B9 D) [& }% T5 |; _
  12. time_delay=nms;//读取定时时间) y) E. K( [$ R3 S4 q
  13. 5 I* G. O- k# [# n) b4 U5 i
  14. while(time_delay);
    0 q& v3 {5 j" y; P0 D; N; ~

  15. 8 p3 Z# |7 E  y5 f
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器8 g2 p* y0 O4 ~+ F; G6 @9 U
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    2 Y$ X% P$ L9 C2 r" U
  18. }
    6 a! [4 j' K/ Z5 G8 s
  19. * ]! V! A- K3 B( k% x4 l/ S
  20. //延时nus
    1 k3 y( I  ]0 y) v2 i
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)+ ~7 T$ |, h( ^# H( C
  22. {
    % I" i2 a, y  V- f) V
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断$ O/ Y1 ?4 r, ]
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))
    - Y2 v1 d/ ]' [1 _- G! a1 r
  25. {8 w0 P1 I$ ]" v3 y4 [6 I; t
  26.        while (1);* ~7 }4 r7 U, _8 L- j1 D5 c1 K
  27. }2 }; A; W# W7 U1 |

  28. $ z2 V$ p6 d: D% ^- T, d. d6 m
  29. time_delay=nus;//读取定时时间
    1 u1 h3 Y- z2 E7 r3 G" I
  30. while(time_delay);
    4 w* }4 D% _# v0 b6 Q/ D
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    & y/ N& Q1 U( T$ j) c; Y& @6 g
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    % _; g& C+ J- G9 {
  33. }7 }- Q% `* d# D" ?, d: B4 \

  34. ) m: L+ X" b' J# i3 {& o
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时& ^0 g3 E# ^# C. c
  36. void SysTick_Handler(void)" B% v, M& K, q! @+ p
  37. {
    % r. d& r5 C& W( T5 h" ?2 I6 B; @! ?
  38. if(time_delay)
    ) F* |8 y9 e$ k. f) y$ h
  39.         time_delay--;3 V; \  y9 P6 G! B
  40. }
复制代码
: C& s. F  L% W( a! {" E
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;
    4 F& {6 \& l3 P2 l0 z/ {
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms
      i6 m6 X. u$ Q7 C; w
  3. /**5 H( N$ k8 G: Q% V% z9 W+ [
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick
    ' ~# i6 W6 ~) U% @; @  i
  5. * @param   无% l8 Q2 r1 [* a
  6. * @retval  无4 j6 C$ c+ m! Q3 x, I  W
  7. */( o" {/ _2 }5 Q" i! I2 B
  8. void sysTick_init(void)
    7 W+ i" m2 u3 w( U) p
  9. {
    ; w& {3 O6 X! I0 k8 [% m
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
    " a, x& M" n2 z5 f
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次
    0 @5 p0 z: J( Q0 X3 k
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    3 x# ~1 i% ~2 D8 E; a7 {
  13.         */. r0 i/ i+ w! a  z4 l
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
    1 G3 y- }0 w# ?! u
  15.        {
    ) C; E" U' }. ~3 N2 G, W
  16.               /*Capture error */
    ) X4 s) u0 _$ e  ^- @9 J
  17.               while(1);$ D6 d4 {6 f: \! k' A
  18.        }
    $ C1 b- s* n* n# |4 a
  19.        //关闭滴答定时器 ) h8 C' Z  }& t0 X
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;2 _5 p* P: v" p$ j
  21. }
    - r+ @6 S4 n  u. j

  22. 6 w7 r, {% R' S% w+ k4 X+ }* O1 m
  23. /**  y& r( n6 }6 O* [
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位! c8 V0 Z: x, }& l/ B7 @. B( j1 X
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us' @$ C  _1 X7 N- ]3 n  i
  26. * @retval   无( y' \! F% s/ h" D0 F+ j8 u
  27. */1 e4 T7 _5 @0 \( ^' j1 v* ^! d
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)
    6 |. f7 h! h* g  R8 \+ J/ M; ?: {3 y
  29. {
    / f6 D/ x0 ^8 p+ u8 b& q
  30.        TimingDelay= nTime;      . }# ~$ b1 B: D- x1 F
  31.        //使能滴答定时器
    3 r# L( |3 @1 C( j  R! b% }- M8 _
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;) F+ R, ^9 M! u! d* u1 F
  33. ; W/ ^2 c- T; Z/ B, b  I1 L& M4 p
  34.        while(TimingDelay!= 0);
    4 r7 j1 a1 Z* g4 h6 M
  35. }+ ^! v8 ?- I# d; }8 K% e
  36. ! R: X8 J$ Y+ M) `: G
  37. /**
    8 q  y  u* ^5 r+ l+ j+ d! U
  38. * @brief      获取节拍程序
    + T) G7 I8 d  V1 O8 T0 S
  39. * @param      无9 e. j& A: |  V" j; [
  40. * @retval     无) G. m" T9 T4 ^  g: s7 u- t0 I
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用1 x8 i0 c6 K4 K! v7 `
  42. */  H, L% B- V3 ^: h: Q4 Q
  43. void TimingDelay_Decrement(void)* L( k( v4 \2 U5 N) }7 F& O' x
  44. {
    / Z+ ?* e4 W3 s3 G" l1 k
  45.        if(TimingDelay != 0x00)
    * u7 V/ @" ]1 Z* O) s
  46.        {1 m* S# A& |* G' ?) a! g
  47.               TimingDelay--;  V" E- t+ W4 ?# q: V6 m( O9 h+ |
  48.        }
    - G' B$ `" e# h: F  k' f1 Q. d
  49. }
    : w" u1 y5 ?! Y7 ^  q5 H9 Z+ `) W
  50. /**5 g; M; f1 }# c1 N$ W

  51. ; S3 ], S, z! U. t
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    ' e$ [5 [6 ~% u3 A1 f
  53. * @param  None5 H! o: z3 m$ N
  54. * @retval None6 D5 n1 y! m, z8 E) {
  55. */- [" y- V+ B; _6 f) q. Y
  56. void SysTick_Handler(void)
    & s5 G) B  C7 ?- B/ @( `/ K
  57. {! |4 I2 C8 M& T0 i5 ?+ |
  58.        TimingDelay_Decrement();    ' @( _; F) J, C; }) _
  59. }
复制代码
5 y; r1 Z% u+ I* t6 s7 u1 K
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' y( K. v" d
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数) ~3 \" j' `- I6 x" p: k" K
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8- S% o0 ]: t( @& }5 L
  4. //SYSCLK:系统时钟7 p4 ~8 ^. K& O1 O
  5. /**
    6 H7 h( h- k/ e
  6. * @brief  初始化延迟函数
    % a7 {7 z! q( ?! c) ~" {
  7. * @param  None& Q; H8 L/ {9 c
  8. * @retval None
    , F# ~- a, V/ ]( n8 u: j
  9. */8 U' [6 O( K, @  H2 f
  10. void sysTick_init()4 A" b- P4 @6 d0 G0 X, }- |: y
  11. {$ }9 G; T# M4 x9 P  x3 T& A
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8
    . C6 Y' `* d3 V' F
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/83 {0 X/ E; S; F7 P( l+ }
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    + h. K1 w5 v% k
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  
    1 K' p& T/ n, \! J3 y
  16. }                                                         
    8 `" W0 j7 }( L9 f2 P
  17.       3 O- d, g1 W" j0 ^6 g
  18. /**- }( M" Z9 U% a- v. k
  19. * @brief  延时nus
    " g) C$ h, D( p
  20. * @param  nus为要延时的us数.
    2 I: p3 H) C0 l( n- G
  21. * @retval None& h+ X* K/ @, A* B3 l
  22. */
    & j. a0 I; y, j6 R' h
  23. void delay_us(u32 nus)' n" c# l  P2 l9 @# Q/ P+ {5 M
  24. {            
    & H: \9 a! @1 \8 N* E
  25.        u32temp;               * f9 @) @/ N6 A, M! K" d
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              
    " R& I4 o# ^  E
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器) u/ P: f6 s% @1 S7 O& G
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   . n: R% x* E0 E5 l2 s  t
  29. * F$ X  V. F4 j4 n+ N1 z
  30.        do
    * g& \1 e. y* x& z
  31.        {1 S: O# z6 g* S: {" v  Y
  32.               temp=SysTick->CTRL;0 P7 i; D) E% z
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    - J7 v) p; S2 V0 h3 D7 L# r
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器* `) S2 D  J8 t% D9 Y
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器    ' @6 Q( w  f9 E  b' V! j% P& R
  36. }
    : t1 h: E9 m- X. X& F% O

  37. 0 h# J. I* {+ X2 ~+ p; K  b9 M
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
    ' x$ M# Z0 x3 i1 s' s. R) d( W
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK: }6 O+ u% |3 d' U
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms3 |$ Q  R9 E! f/ n( E$ g; O5 X
  41. //对72M条件下,nms<=1864
    ( F& I4 \. A" k# U: l+ {2 ?/ d+ y
  42. /**
    ; T$ `; R! i3 j; r2 B; H
  43. * @brief  延时nms
      q' j: U4 w) o0 \  W
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    8 V2 v* `; H) ^8 C: U" \- p% r
  45. * @retval None
    ; C0 `1 e3 u0 H7 l
  46. */
    " ?. ]: e* G& v! R7 ?7 p( k5 f
  47. void delay_ms(u16 nms)! c6 ]& j7 @1 q
  48. {                          
    & E/ B. C# P, p4 u8 f3 C
  49.        u32temp;             1 n1 z4 c7 ~8 P
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)  i$ |+ {' Y' e( p
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器
    + o6 S+ V& b9 t8 o# ~
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数
    3 w( A  Y5 d  M8 H1 z

  53. 6 s+ \* w6 I- @9 y
  54.        do. @0 Q# F( h* v
  55.        {
    0 s; ^/ \1 O& O6 E$ @
  56.               temp=SysTick->CTRL;6 O( }5 }4 P" d! X
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  ) t3 L, T/ {4 }1 k5 w4 h$ o
  58. - _" L+ r: y  d1 _6 F
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
    * v. Y. r/ r* n' f2 U! g3 a
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              7 f0 M. x5 N% ]: S- i: I
  61. }
复制代码

; i2 D& P, G$ T1 [: e# [( X
8 ]6 T- Z' o, i* h5 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。
9 e5 k+ P4 Z9 F  L0 s7 y2 @  f" V' |3 O
3 RTOS延时
/ W$ e! g! T6 W4 Z5 T$ Q( g+ ]$ I, r
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*********************************************************************/
    & E! _. ~& H  ?8 o% [
  2. 6 F" P. ]: q2 i
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"
    " g6 B- W7 h* Y1 U* `

  4. ! B5 I, d% V$ g1 x; i3 w
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS
    7 r$ I7 v" [# y! G8 a% E: D
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.
    / E2 K, T  O, K& X
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS* N$ L: C+ b8 [
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用4 V: n5 }) o& O7 d" w0 F  S, p
  9. #endif
    , a% H. q" ^) \% z8 ]
  10.   E3 T, e8 O/ ]- q
  11. //********************************************************************************
    8 @- p3 ~; [4 @) q& l) U; {' B
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数! D+ L+ u' D+ u
  13. , \5 B2 G2 k8 H, N7 M
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      1 }5 x( J  A# k$ A% |4 n5 r$ U
  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
    0 x) Z% g* V2 x& R9 ^6 h& V* i5 v
  16. #endif0 O( ~" F' @  J2 P
  17. / w9 x. _/ X2 m) z
  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)./ |! L/ R" k( L  q3 }
  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0 ^# C' c6 B* C
  20. //首先是3个宏定义:
    / f) E6 n9 e- s# o% u& G
  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
    1 T6 l9 T+ y6 }" Z7 p+ f. k
  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systick6 N' i! S$ a  Y, R0 Y4 W
  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
      s) z9 ^" N% H1 W
  24. //然后是3个函数:
    7 z; X) {1 H% Y! Y' Q4 W! }6 d9 ?
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
    + i3 w  z3 R2 a+ Q: C
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
    * C. O( z& k/ D( _
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    6 L2 E6 b7 ~0 ^' F; a
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植$ L1 b; p' |) G( i# b
  29. //支持RT-Thread
    5 w. T9 a' ?9 t3 d) d' U: x

  30. / d4 ?& Z, _4 \( I# B& z. B
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;- B0 k" |2 ~- d- I" s) w" z+ S
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
    % R  d4 {2 i% o( N
  33. 8 ]* ?7 G8 q; d* s6 q' M  |
  34. uint8_t OSRunning=0;
    , ^$ r# l' U( q! F

  35. # q" p) }  g( [& q' Y
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   2 L9 x/ a. ]# |7 V- E& G$ y3 F- y
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行9 T+ u" l# |; }9 w2 G2 b0 R
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数6 V" P5 O1 n+ |; _
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    * [8 P" F. b/ }8 J
  40. #endif6 d1 f" K: L$ [6 u8 F5 y* o. c- `

  41.   V- w* B; k, r
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)0 g# ^! F: d5 g9 _: W. a  I5 q
  43. void delay_osschedlock(void)- y2 G* K! y- R% I. B
  44. {
    3 K" l7 _2 [' _" t% M# u
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    ' n+ r  V- _1 J# x
  46.         rt_enter_critical();
      N: B* O% r$ ?+ G9 N+ b( _; q
  47. #endif  9 S/ R& `5 \0 Z, J- g
  48. }5 K- p& g% V, _1 o( x1 i+ D
  49. ' Y  ?5 b9 W' ~' q2 D1 @( h
  50. //us级延时时,恢复任务调度
    ! g5 K) Z0 A8 v) ~
  51. void delay_osschedunlock(void). W- c/ u! B. K5 q+ O
  52. {     " O# V  M5 D& i$ {5 o  Z1 c/ `
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX3 g% b5 ^. R" s7 Z5 m9 ^
  54.          rt_exit_critical();
    # b; L, A, e) K% W2 ^5 P( r: h* B
  55. #endif  
    4 A& K1 i! d: N' c
  56. }. B/ L; r1 r+ e  I( @
  57. //调用OS自带的延时函数延时
    ' b. s9 q( q; C) Y$ E8 f
  58. //ticks:延时的节拍数
    $ y3 {6 H9 ^! s/ Q( Y
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)
    / d* @' V. b8 h/ t6 l9 H' |
  60. {
    6 Z8 w' P' X2 \7 \) a
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    . r! t. ?) _4 x2 k. D) L
  62.          rt_thread_delay(ticks);
    6 o% E* {# S3 l- X5 H* G) p( H
  63. #endif    : @/ q  S5 U: ?& v# c
  64. }& C% `  F8 v4 s4 s9 j
  65. #endif. p0 B3 k# v6 s- {
  66.    
    : y. x% [# A  [6 M: M
  67. //初始化延迟函数
    2 D% V# x' w) j$ }3 T
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
    ' Z  `/ x! E5 s6 c* L2 r; k
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    4 f# c- W3 @! j" \9 |( U4 \3 \) K: p
  70. //SYSCLK:系统时钟频率6 L6 l; ?: C" |/ @9 s  T
  71. void delay_init()
    & P% T. ?0 N& d5 j. j) m
  72. {
    % L6 b, @" U, _- y
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS./ H; O% g- C( C9 D
  74.        uint32_treload;
    + m4 d+ R7 @3 ?. G- x6 S1 C) c% K7 r
  75. #endif
    + A- _8 h$ _8 l2 ~
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8) e6 f$ k* Z" m0 X
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    - o; J: d3 X& @3 }7 {" L; s
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.2 j$ D9 k* C( d( S" n1 A
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    3 }3 U- D% e  E; u4 d
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间# Y5 r# h: v& m8 n7 g6 W% Y- P
  81. " q" a( ]" k# k# h0 X3 A& a
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    ; h9 q5 Y) D' Z- j8 H* d

  83. ' m) _$ O6 X* l9 `
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位       8 U0 P) i4 m! t  g
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断1 v6 U& \; g2 H2 T8 ?1 ^
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次 " Q' N& L0 P. h4 [9 @) P
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK  R& W# z" q+ W7 Y6 ]+ _
  88. #endif
    ( D; W  K" o" k! Z/ K( H( ?% V( U
  89. }                                                          1 [2 i- R9 W5 k, Q' |5 m
  90. % Q9 u$ J2 ], n: I
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.1 X! J9 I9 v% E0 B( p$ Q  S  ]
  92. //延时nus
    " T9 V! O/ x. }* M5 G5 x4 O6 j
  93. //nus:要延时的us数.    2 a7 B/ w! [4 x+ [
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 
    ' x& X! ?7 O4 I3 j+ m0 q
  95. void delay_us(uint32_t nus)% q) x7 ]* M& K8 c1 K
  96. {            & T, G  ?. ?2 W5 E! X
  97.        uint32_tticks;
    5 T% x( r4 H- E9 R
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;' `$ y! k$ b5 ]8 ?
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  ( j: ?6 Y2 X, t' {8 A6 ]0 N/ o
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数3 U+ y  J- M, b3 B7 ?$ T: ?
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    : }3 Z  ]' s$ e4 c' T
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    ' O. @0 _+ r4 y( a* ^
  103. 8 I8 k& x6 {/ B" O5 b7 I7 w9 z
  104.        while(1)) p9 p; [4 o1 }8 w- E& j! u- {9 R
  105.        {
    7 j: e" ~& b- a7 B8 I
  106.               tnow=SysTick->VAL;  * ?5 S0 c7 w4 E" p$ e
  107.               if(tnow!=told)
    $ M9 s- u) s4 H9 {  k+ o
  108.               {         
    % O# n$ k1 V& E) R
  109.                      if(tnow<told)/ j# [. o8 _. U; 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.- i' b. `' T8 r# r: n6 G4 c( S
  111.                      else
    6 t2 P! @& b% E4 J' E0 f0 m4 J( P5 Q( }
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    ) M, \* `! ?* m9 i& d# a& ~' \
  113.                      told=tnow;3 {/ [! }8 o# `& O+ \
  114.                      if(tcnt>=ticks)4 b% {- v' B" o
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
    ) u2 o; k$ W) W. [+ F
  116.               } 5 _# g1 F& ?: a: s4 Y2 Y
  117.        };+ a1 R. v- o+ [# f7 [! _
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           
    # R" v" @7 w  m  r' ?( a
  119. }
    & U$ n' L+ }. j1 y
  120. & Y0 ]' h% u2 E7 k  i7 G
  121. //延时nms
    2 s9 k5 [1 \- c
  122. //nms:要延时的ms数4 o6 ]! H( _& u/ o3 |* z* f
  123. //nms:0~65535
    1 b# m8 }- i5 y
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    & N# F6 q! z$ W- J7 ]+ q
  125. {     
      ?* r7 E8 f/ h* G% W
  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)        9 [. f: M- u$ N$ O9 }
  127.        {              - L& u# t+ m  b/ `4 z9 z& Z
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期
    * |% Q  x8 g1 t6 j, C* R
  129.               {
    # v* ]7 F  i  g. _
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时
    1 k7 H' U3 ~; t3 ^# \: g
  131.               }- l! q" q, Y7 ^- _2 k7 E
  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! @" L. x3 K2 R
  133.        }
    " \( s1 ~0 a5 M
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时$ w# y# T" Z8 `6 q
  135. }! F* a- Z0 i. V/ e9 b
  136. ; v; o8 L$ i$ q/ C& m
  137. #else  //不用ucos时5 t+ M4 l, y: m  X4 j
  138. //延时nus- ~4 H& j% b, ]5 N/ f% \
  139. //nus为要延时的us数.
    + q; {3 e4 K% t) ?5 H) ~8 j) v
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    - w. Q' B$ {3 g% Z) u6 s
  141. void delay_us(uint32_t nus)
    # n3 T+ z+ `: t, O  T
  142. {            
    # D- ?1 Y) Q7 h5 k
  143.        uint32_tticks;; N+ O! |8 w( U$ L
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;. k* O6 R, e1 n! W2 }1 E
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    # u) v) x" D/ x9 f
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数8 F( {# \1 H* F+ G/ C) [6 n
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值/ d  x& K: q" [
  148.        while(1)
    4 M; J( ~& [" u7 z+ [
  149.        {
    . N' d0 g; S( s2 \
  150.               tnow=SysTick->VAL;  " T. Z. \7 [6 F1 V: O2 m3 W3 {4 H
  151.               if(tnow!=told)' v: s, j+ T! {# R7 a0 @
  152.               {         ( _! l! T; N, P) s0 u
  153.                      if(tnow<told)
    + d' k3 ]& P" f$ n  t0 H
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    , q3 W- p1 j, }- {- C- _) j  |
  155.                      else5 c& r* b/ i" c
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   
    , l9 B7 ?+ i9 ^: r3 [
  157.                      told=tnow;' ]& \) o/ ?, O
  158.                      if(tcnt>=ticks); p8 t# |2 l. q' R6 q' j
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.# l/ V. N6 s. E8 k2 T4 M6 W- L1 P' f
  160.               } - a; \7 F6 n* O5 ]8 ]0 m4 ]
  161.        };
    2 E. o; Q% x6 i  y3 `$ S
  162. }
    # ]( R* [4 i, |6 ?8 ?% f$ A$ N
  163. //延时nms' [$ }6 t+ q2 T% a' E* S
  164. //nms:要延时的ms数
    # w* w' J$ p8 Z# `$ [+ n
  165. void delay_ms(uint16_t nms), _1 ~$ I! T' S% a
  166. {
    " u% L6 b* N. k0 V4 P1 K
  167.        uint32_ti;
    3 t8 Y1 ^. ~4 I) P
  168.        for(i=0;i<nms;i++)
    * |* J, W# b' j8 U' Q/ I1 h/ `
  169.        {     3 u; i! t) s, x
  170.               delay_us(1000);; C5 x4 S# _. F! }% s8 _
  171.        }, u0 ]$ m1 p% p3 |/ K& g+ y
  172. }3 I6 c# y6 R  v% t* a& t
  173. #endif
复制代码
, H* d5 N& |0 ^( n$ y
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
2 I: A# O5 \0 g) r
/ e1 t6 {3 S& ~! m+ }9 p6 Z( c
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。
: a$ u6 h3 K( Q/ l" t# s4 h" ], d, _1 @3 y+ Y& `2 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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