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; U2 Q, D3 s6 \; }" f/ I 单片机编程者需要知道自己的程序需要花费多长时间、while周期是多少、delay延时是否真如函数功能描述那样精确延时。很多时候,我们想知道这些参数,但是由于懒惰或者没有简单的办法,将这件事推到“明天”。笔者提出了一种简便的测试方法,可以解决这些问题。 测试代码的运行时间的思路: 借助示波器的方法是:在待测程序段的开始阶段使单片机的一个GPIO输出高电平,在待测程序段的结尾阶段再令这个GPIO输出低电平。用示波器通过检查高电平的时间长度,就知道了这段代码的运行时间。显然,借助于示波器的方法更为简便。 4 {" B+ O; Z3 t; E以下内容为这两种方案的实例,以STM32为测试平台。如果读者是在另外的硬件平台上测试,实际也不难,思路都是一样的,自己可以编写对应的测试代码。 8 a/ r; T' c+ v' k借助示波器方法的实例 $ n T# W# C! z1 u1 IDelay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现 #include “systick.h” /* SystemFrequency / 10001ms中断一次 ' n0 A7 ^$ h t& L# Q+ ^! M* SystemFrequency / 10000010us中断一次 * SystemFrequency / 10000001us中断一次 */ #define SYSTICKPERIOD0.000001 4 b1 E7 Z5 T4 o3 q4 L5 d) n/** * @brief 读取SysTIck的状态位COUNTFLAG : l; Y# `7 s c# u* @param 无 * @retval The new state ofUSART_FLAG (SET or RESET)。 2 F$ c6 r% [4 i- F( H& z*/ static FlagStatusSysTick_GetFlagStatus(void) { " M* V# G7 w7 X/ N7 x0 l8 G& zif(SysTick-》CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk) { 7 f# s, s- j7 m8 j' `" X2 Nreturn SET; 9 C; k7 b$ X( I, [; z# `} else { return RESET; } % ~3 T: b/ D( e0 V} /** * @brief 配置系统滴答定时器 SysTick 0 k+ a3 c. w" r, @9 }/ x* @param 无 ) J) p: N: x2 y% |( \# B9 _& A */ 9 r/ L" m9 E0 ^0 K5 |uint32_t SysTick_Init(void) { /* 设置定时周期为1us */ if (SysTick_Config(SystemCoreClock/ SYSTICKFREQUENCY)) / D* ~/ k- l/ G% u, N ~{ + p7 D: |4 T9 z, o/* Capture error */ return (1); } , x- M6 a' _/ D* h' c/* 关闭滴答定时器且禁止中断 */ / E* K! G4 z: |& MSysTick-》CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk); 9 @1 P3 N% q6 ^8 p1 a" z Ereturn (0); 0 C) U3 g7 |7 Z2 @0 C} 4 p6 z* }% Z3 a/** * @brief us延时程序,10us为一个单位 * @param 4 z1 C" C* ]2 i6 V6 O$ G: |* @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us * @retval 无 */ & i" P& ~, ^) m3 Vvoid Delay_us(__IO uint32_t nTime) $ a: ^% ~9 T7 {" C4 X# P{ ' s x! x2 R6 G2 ~9 u3 N9 c/* 清零计数器并使能滴答定时器 */ + B! b) R& z! N5 O! `: e& VSysTick-》VAL = 0; SysTick-》CTRL |=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; for( ; nTime 》 0 ; nTime--) ; M2 ?; z, }) _3 r. W- J{ /* 等待一个延时单位的结束 */ while(SysTick_GetFlagStatus()!= SET); } /* 关闭滴答定时器 */ SysTick-》CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; . e A8 U! z6 H( h- t1 r} 检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置 #ifndef __GPIO_H 3 E- A( K0 }) _) ^8 F5 Q4 e* Q7 q) M#define __GPIO_H #include “stm32f10x.h” Q) U3 S" U* v1 M/ a( k#define LOW 0 ' b5 m2 r9 z2 G: @# L A% n9 c4 `#define HIGH 1 ; K3 j7 b& T; ~$ I/* 带参宏,可以像内联函数一样使用 */ #define TX(a) if (a) \ # N& V* W: l5 w# h$ x- tGPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\ else \ 6 i8 ^7 [" H- k6 t, Q6 eGPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0) void GPIO_Config(void); % ]$ O) \6 e8 o" \ j! h#endif " ?( b' J: V r#include “gpio.h” 7 M' x& P3 G2 U( F; U8 I8 [) D/** / U% m' o, U: l7 ] D- m* @brief 初始化GPIO * @param 无 2 k& a6 d1 a% e+ E% U" `5 \9 U* @retval 无 */ void GPIO_Config(void) . V7 ?6 n2 a5 z' c{ $ L; K3 i- x! i8 V$ V7 S$ }/*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; $ T6 A# \0 m$ I9 e L) d" a8 ^* S/*开启LED的外设时钟*/ - X' C9 a% @5 ]& R0 y2 XRCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); 0 P+ S1 a* \8 T+ U3 S5 I2 W$ k! XGPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz; % E$ T2 \4 Y O. \. E6 iGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); ! D5 R" @7 v: h/ l} 在main函数中检验Delay_us的执行时间 #include “systick.h” #include “gpio.h” /** 8 Z, k' O# S) t$ i# g( j* @brief 主函数 * @param 无 * @retval 无 8 u: G; e$ F6 {$ F) r# S$ P6 g$ F, N*/ int main(void) / k; n$ X$ B; s9 I3 ^{ 3 a g7 @5 d4 \+ r& o# BGPIO_Config(); /* 配置SysTick定时周期为1us */ " U i& X9 W4 Q, HSysTick_Init(); for(;;) { TX(HIGH); 4 t" ~3 }' \5 ]. HDelay_us(1); TX(LOW); Delay_us(100); ; d5 r c( v7 c# u} } % }& z" Q5 c/ j5 V1 U' m: \示波器的观察结果 7 c2 b- b) C+ \2 f9 D可见Delay_us(100),执行了大概102us,而Delay_us(1)执行了2.2us。 更改一下main函数的延时参数 ) n& s$ j, o; W( y4 a" ~6 kint main(void) 6 w* z+ _& Q u{ /* LED 端口初始化 */ GPIO_Config(); 6 ]/ q& ^, G& A8 R0 Y* |, G8 @ ?/* 配置SysTick定时周期为1us */ 2 v4 c) G1 N& }8 f# LSysTick_Init(); for(;;) 7 a% k1 Y2 u% l+ N% p0 m{ TX(HIGH); Delay_us(10); 8 H6 }, d, b# q# a. L. l$ u9 WTX(LOW); - x# _( x2 ~0 j/ |+ M. d* yDelay_us(100); - m5 K: e8 d5 H( }6 H- n7 V} } 示波器的观察结果 5 G. ~& L" c1 o( H% @- ^9 ~8 q! g8 m 可见Delay_us(100),执行了大概101us,而Delay_us(10)执行了11.4us。 . B5 ]5 }( T; S结论:此延时函数基本上还是可靠的。 " T8 q8 j- ]7 e. d7 R使用定时器方法的实例 至于使用定时器方法,软件检测程序段的执行时间,程序实现思路见STM32之系统滴答定时器。笔者已经将检查软件的使用封装成库,使用方法在链接文章中也有介绍。我们这里只做一下简要的实践活动。 Delay_us函数使用STM32定时器2实现 5 P6 K; d$ d' l2 X7 ~. E#include “timer.h” % f" f- l5 d8 O* U$ q; t5 w/* SystemFrequency / 1000 1ms中断一次 8 ^8 U- F$ W0 L/ J# @& r$ D. u* SystemFrequency / 10000010us中断一次 * SystemFrequency / 10000001us中断一次 # d# x4 v0 `) @- W" F*/ #define SYSTICKPERIOD 0.000001 #define SYSTICKFREQUENCY (1/SYSTICKPERIOD) /** 3 |; ^& r- d8 s! [& p* @brief 定时器2的初始化,,定时周期1uS * @param 无 * @retval 无 0 k- [* e& O2 T) M*/ void TIM2_Init(void) ) B6 J2 \* ?% h{ & r# B1 v4 S5 Z* HTIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure; /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2,所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */ ! Q7 s9 E* A7 x. {" h3 F4 ZRCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); / y4 G; Y3 e) e1 ?- s/* Time base configuration */ ( N% @! @: e+ s7 ]" W# {) z. l# sTIM_TimeBaseStructure.TIM_Period= SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1; z& F8 X/ Y; I$ |$ ?$ g# CTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode= TIM_CounterMode_Up; 0 U- n( a! I2 D8 B: d0 uTIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断*/ TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); } /** * @brief us延时程序,10us为一个单位 * @param * @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us * @retval 无 */ void Delay_us(__IO uint32_t nTime) " u# {0 @& M; u/ L4 v3 q{ /* 清零计数器并使能滴答定时器 */ TIM2-》CNT = 0; TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); for( ; nTime 》 0 ; nTime--) { 7 Q9 i) l- d. \- q; z H1 [& P6 t3 P/* 等待一个延时单位的结束 */ - L# Q& f7 a# swhile(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); 4 }8 `; x* _! g. {' w1 t% N" X} % V/ l6 n# B y# e- H: JTIM_Cmd(TIM2, DISABLE); } + y- I& X' D# R% B. L- p- ?在main函数中检验Delay_us的执行时间 h- l- \ N3 H- g; @0 s ~% v0 w" I#include “stm32f10x.h” ! ~. f1 t b7 [#include “Timer_Drive.h” b7 @) N3 l$ C2 @' [+ P#include “gpio.h” 4 b2 E1 l. T2 Z#include “systick.h” / \) V, n' `* q' DTimingVarTypeDef Time; int main(void) { TIM2_Init(); 8 C5 x, n( _' Y/ g) w, Z- G. s, p: a7 g+ sSysTick_Init(); SysTick_Time_Init(&Time); for(;;) , v( X3 i* `6 ?/ ~* s4 C" w& I4 Q8 s{ + T6 j! V3 y- Q2 s- T |1 a- rSysTick_Time_Start(); Delay_us(1000); 1 v+ u/ u" ] z/ J3 B+ QSysTick_Time_Stop(); i+ Z) t0 T8 D; J# m; T2 U; ]8 D$ T! z} } |
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