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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
2 w, v/ ]; t  P6 b. O
4 b, @! C: C6 h6 W/ Q
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
    * ~% z- I  W' a- Y) c) K
  2. void delay_us(u16 time)! U7 V- q( _0 Z+ K" n' J
  3. {   
    1 ^+ V" Z5 s8 u3 g" ~1 T0 r* [
  4.    u16 i=0; ' B; j+ d2 B9 O5 }  n4 A
  5. 3 \  \: K- P6 ~1 M- }6 Y
  6.    while(time--)( h7 Z  i  R6 \" a/ T
  7.    {
    . m* v( q! N3 Z" {3 U7 V% x% q
  8.       i=10; //自己定义" i& W# u& R; k2 S- M$ J
  9.       while(i--) ;   % F; U0 h6 \! `
  10.    }7 Q& K0 v. L) }0 s
  11. }" j: V8 q" a  l( v1 z& c

  12. * n& l7 V  q, o9 z
  13. //毫秒级的延时1 P7 T6 p2 U8 g, T, q) J) y
  14. void delay_ms(u16 time)
    : ^& L( |" ^3 H8 ^4 {; Z
  15. {   
    3 }8 w* N3 q3 [* }
  16.    u16 i=0; ) u$ [2 g( V7 w/ U1 C2 s

  17. ; ]7 n9 E( U6 {5 t
  18.    while(time--)2 S, F9 Z  U5 p  g' u4 B- \
  19.    {1 {* A: u8 c* F* ?" b8 `1 ?
  20.       i=12000; //自己定义
    * Z" b% _9 W% S; Q* D" V, ]
  21.       while(i--) ;   - S; B0 b1 {, N: K' I9 f9 L, J
  22.    }
    ( v; T4 }6 z3 {7 k  M
  23. }
复制代码
( {0 W) n! p3 A  n; e! Q
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0 Y) z0 d5 {0 {3 Q: l
  2. * `7 i9 O" e. u( s0 \2 W4 ~
  3. //延时n_ms- F$ ^, w4 v3 e  V: H; X) X
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)
    2 z  |5 i& E3 S2 m' g$ v
  5. {
    : W0 o( T( {  ?/ P" O
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断) T- W  Q: ?. d) g1 U
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))
    " z  o9 Q9 T$ i: a) t
  8. {0 y( r$ t6 q& h3 r) \
  9.        while (1);
    $ J! h; ?$ P# @9 y
  10. }& ^. a' O+ @8 l4 R; T3 I, }+ q
  11. 9 r8 O7 _- v6 R* C# Y7 q
  12. time_delay=nms;//读取定时时间0 L8 o6 e( j  X) Q0 I
  13. 5 |. M* c, M9 i5 s8 P+ n8 j" ?4 P
  14. while(time_delay);4 A2 k1 N) H* y

  15. $ D. i# R% n/ S
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器* q0 c' D  u) j: z/ T5 ]- E
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器7 m( s) [1 U6 v3 e2 Y! I4 {, k  D
  18. }
    6 J7 _6 Z2 d3 y' {2 f: z
  19. - K4 q( X, H; X- O
  20. //延时nus; f7 a( C1 u& {9 S6 w% N0 w
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)
    2 c) E" l. T: _# d1 `7 Q
  22. {+ e% y; R2 O0 e' j3 q8 G
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    ' S9 b& i( E  u! w$ z
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))
    ) d& Z  k' u2 m  E7 S5 Q/ o
  25. {
    0 @; q0 N  g2 {2 r9 Q* H3 Q, b
  26.        while (1);1 m2 P4 Y5 R6 Q. d) U, {
  27. }& T5 G) N1 p, N1 f
  28. . f: o$ ?. M% X
  29. time_delay=nus;//读取定时时间
    & ~+ e# R+ C8 x
  30. while(time_delay);
    9 S# t5 y, w( j- b
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器% x# I) s( c1 s/ z" ~. i9 w; j  i
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器% |3 K2 U/ J$ g5 n5 l$ ?
  33. }2 ~/ ?0 p" a4 M' o& [, |
  34. 3 f, N/ |4 S/ t" R
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时
    " Q0 o$ j# B: l" {
  36. void SysTick_Handler(void)
    6 h- l3 {2 J! @  K* e- @# ^/ Q  y
  37. {& z; W! s) Y1 `6 ^+ [
  38. if(time_delay)5 `- J$ u, }# x- _# Z6 t
  39.         time_delay--;
    9 n! J% U$ s' Q1 A  P: p' H. v
  40. }
复制代码

9 z; ^4 R! N) E* c' ^8 N* V) I1 D4 E
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;
    ; G$ t2 r" s6 k
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms
    2 ~) m# g- n+ S3 u3 X; u$ m# U0 M3 |
  3. /**
    / R/ o% U  D! b: p
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick
    ' \( h3 Y$ y& X; f
  5. * @param   无
    6 R  C; y' g9 u1 {
  6. * @retval  无/ o* n6 d; Y+ r+ @* b
  7. */
    , M& J; g7 S6 e/ x- b8 j
  8. void sysTick_init(void)
    ; _6 Q& N& W- ]- T& {. h5 W4 {
  9. {& a" S) H: O6 u
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
    ) \: ~: v6 J9 r5 _) O( |' I
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次
    , y4 g! u1 t& U8 T5 u
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次% a, z1 d) m- c3 |8 C  j3 r& P
  13.         */; ~, _. N9 u0 y# w& \/ F
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
    / c; ^4 I3 w( c1 a
  15.        {% m% u+ F- \) C. G: T) B
  16.               /*Capture error */" l" P8 E5 j2 y) K
  17.               while(1);
    . f+ R3 t  I" Z& }% `
  18.        }
    # c: g9 V" M+ o  Y2 B/ T$ @9 {; F
  19.        //关闭滴答定时器 1 \) \, g/ b( y5 {! |1 x& G
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    ( E* _) ]. m+ ]/ j1 j* J& T7 w) S/ Z
  21. }1 e- r2 Z, }- x8 v2 [
  22. % ?1 Z/ a: W  P) k
  23. /**7 G! C. O7 t% d+ n6 K6 _( z
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位+ h( g! v# V) C& v6 x. D1 y
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us' v) V% B9 _" |" D6 w1 q4 B7 y( ^
  26. * @retval   无
    - w' W& T: r0 n2 z5 w' ^' F
  27. */& C6 w+ [3 k7 t' _* E2 y/ c1 R+ K
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)3 h5 n0 p3 @& c: b0 [/ q2 r
  29. {. B8 e6 O/ o) b* j4 g. {
  30.        TimingDelay= nTime;      
    : R0 `8 m" @7 r, q& o7 }
  31.        //使能滴答定时器 + l" O( k! p, J
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;5 c9 U% j5 i* s6 F; [5 w. i
  33. , y1 e+ F5 N" C2 I# Y
  34.        while(TimingDelay!= 0);' `/ x- X# p; {5 s: w  S
  35. }
    9 x4 X+ {* K- V1 v% S9 b1 Y' Q

  36. # O: g' H" v/ S1 p
  37. /**
    ' {: Z/ l; I: p- X0 f0 ]( z4 o
  38. * @brief      获取节拍程序! k7 P$ Z; t4 q# g* q! k
  39. * @param      无
    $ |3 s$ N/ I- o3 O) c
  40. * @retval     无) ~  a' l" E4 Z7 g
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用( u: G% n0 T. [8 K/ N
  42. *// g- J" X; X, _5 K, A3 i
  43. void TimingDelay_Decrement(void)" w/ W+ T8 S, P7 E) v7 ?# d
  44. {/ e+ m' r$ i  c* g, v' s7 e' F
  45.        if(TimingDelay != 0x00)5 [; z  s0 m5 F" x8 Q/ u' K* J0 y0 B6 q
  46.        {7 B* X8 Z+ q. R  p
  47.               TimingDelay--;4 _, N+ f/ {+ R' J7 a0 {
  48.        }) ~6 e: o: @+ p& w7 l* N
  49. }
    * Y# S  Z/ ~* U9 X# @
  50. /**/ e0 M+ b; k& V' M' c
  51. - i* l! K+ ^- U8 i  P! I
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    3 o/ w4 d5 s1 [! Y0 M2 Y
  53. * @param  None& S: ^0 J9 b, U2 b+ J
  54. * @retval None
    8 X2 _, k4 V* P
  55. */
    ' K. s9 Y# L0 V2 k2 B6 q0 I
  56. void SysTick_Handler(void)3 k; d1 h: D5 z8 Q# y  G/ R
  57. {
    3 V$ G  t8 N: [* Y( d
  58.        TimingDelay_Decrement();   
    0 K) ?: I3 {8 \  j, @
  59. }
复制代码
; G) J  {. Z: j
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                 $ J3 [3 P" H! ^, \
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数
    ) i: @" i; u0 w0 r
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/84 p- R; A# T+ i% {2 {
  4. //SYSCLK:系统时钟
    0 U, Y/ N7 |3 C/ W
  5. /**2 a  I5 _" v2 ~7 s: b) |
  6. * @brief  初始化延迟函数
    " S' E- s& l( k+ V5 W7 s
  7. * @param  None
    3 R$ ], F! V0 Q# f2 a( u
  8. * @retval None( P+ a3 |; t4 v; c, i8 u, d
  9. */. g0 |+ D) v) y; w) O1 J- Z
  10. void sysTick_init()/ \& E! ]& U5 P# d
  11. {
    ; Z1 m8 Y; u3 I5 t3 ~$ P
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8
    8 f+ ^. T. C5 O( v7 ?: m; h
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8
    & k' t5 ~+ _5 ~# G' L
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    1 `& [& f. r8 s: ]
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  
    + h/ J* l4 M( v8 ?1 D) r
  16. }                                                         
    , n* F8 z8 y! v  I2 V
  17.       
    3 `! C' I( X. [6 ]% y
  18. /**
    . t/ Q0 o; z9 n! D8 g; G
  19. * @brief  延时nus
    & K" ^+ t& b& L: Y! i  F6 x/ [
  20. * @param  nus为要延时的us数.
    6 T! X, |1 u, N8 M
  21. * @retval None. f  \- v: p) R& F' e' Y
  22. */7 q- e. o  H5 q) B# X
  23. void delay_us(u32 nus)
    ' E6 R* P. j" F9 Q* R5 Y
  24. {            
    ( ?6 v. [% y1 K6 j  K+ p# `
  25.        u32temp;               
    : G5 W! n: s- c/ F; L2 J0 h
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              . Z1 u1 G4 E- s1 k3 a' b9 B
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器
    7 I; U3 Q7 A: `/ X0 V
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   
    ; l9 j  a) [$ u& x! }) Y8 V

  29. ( f" r) H% r" l0 m
  30.        do
    " A  p9 `; U* I0 p+ W. p
  31.        {) }- B1 m2 X4 B* Z* z. R; y
  32.               temp=SysTick->CTRL;& O3 R  ~3 q, ?
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  ; f6 ~' K/ m( h  k7 s
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器* H$ c  ]/ b/ w6 S4 ]
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器    1 g* I7 d$ x! D) x( |0 L
  36. }- Z, F- G* j* f1 o- w
  37. ( ^$ ?* J' n/ e2 S' D, J2 _
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:5 D' p) Y( p# e  Y: H: ?1 E
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
    + u2 \! x% u0 k0 V9 \
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms" E" m+ O6 g2 C* l9 e" ^4 _( n; t  m
  41. //对72M条件下,nms<=18644 s' L, D# s0 d! J! a! v
  42. /**
    2 J: D; X8 l8 h- Q5 g- f
  43. * @brief  延时nms
    3 C/ F  X6 r( k$ h1 |) O
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    ! n: |2 n# n- z/ p  O' W, `  v
  45. * @retval None
    + p3 r* D: D/ q# B8 F; D
  46. */: s/ H& f$ |$ _$ \+ |
  47. void delay_ms(u16 nms)+ p* k; Q% Z& R$ {' x/ e
  48. {                          
    ! n1 K/ v1 f! [2 i4 L! v( c: E# l6 \9 x
  49.        u32temp;            
    ( U" F  Q& K/ b) I9 n, A7 {
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    . q: ?; _# Q' U  I' o  T; O! n$ D
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器
    7 n& v6 D* P; b9 A8 C
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数
    7 E& l+ E7 A2 O) n7 B8 c0 S4 b

  53. 3 d2 ^) H& M# [6 h% y! v5 t( `
  54.        do
    4 T- N1 ]# N1 I! \  k8 I8 P' S
  55.        {& N1 E# [" s# c6 c
  56.               temp=SysTick->CTRL;
    7 ^5 k) T# B: B- P; C5 r/ Y
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    ! w! w% j* n7 t; t

  58. 9 X% [8 q6 j; }6 B0 ]- O. H
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
    9 o6 Z( J) W; ]# I; X
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              
    1 w+ ]3 w, \8 D/ e0 u
  61. }
复制代码
3 S1 n% F6 U4 H$ c$ ]3 }
; H* `, o8 y9 [2 m* n
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。

7 A$ {, d1 v0 b3 f
3 RTOS延时

$ @! e. w+ G0 z2 u4 j2 e0 _
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*********************************************************************/
    6 B/ G) m6 _* x5 l) N& e

  2. $ F9 c5 r5 B9 B5 W( K
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"
    1 ~/ s6 h$ F! E8 }4 b9 Z+ m
  4. ' N6 E& i0 Y8 P  U6 k2 ^
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS  b% l, [) ?6 X6 k- x
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.% ]+ `3 \- s/ O7 F1 I* _
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS7 }+ o$ I/ l3 c/ ^
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用
    % ~, ?& j2 d4 s$ O
  9. #endif, c2 s1 j% N( ]$ n$ f

  10. 2 S. r: R; S9 i4 L6 U9 {  y4 b
  11. //********************************************************************************- p5 k* ?" [0 O5 F
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数
    & Y- U, u. K) g/ P( k' A

  13. 0 c" T; B! h) u+ {6 A
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    , c) Q& C- V4 l6 X  L) }7 K
  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% q0 N! M5 y5 {2 W5 n( u
  16. #endif! {7 \- Z" _4 h. [. b

  17. 5 t% Z0 B5 [1 \
  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).$ e( A/ p4 v4 S" r" ~
  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1 g& Z% ?5 B( K% R/ N
  20. //首先是3个宏定义:
    3 L  H8 r0 O" ~- r: @& s6 {( U- J
  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5 T/ T: ]- o2 q# u8 b% n$ ^
  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
    & ~0 n' N) D  ]) x3 ^! b: a, u) u
  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
    ( o6 q6 n8 |% b0 g4 n. ]& p
  24. //然后是3个函数:
    ) ^+ N5 K+ W) {1 y7 k( R9 P2 p+ D
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度3 i2 f4 u2 ^  [* \) J6 G- T1 ?8 D
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
    2 p: Z, S7 t8 q' r2 {
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    7 M8 A( n, Z0 v" p2 [( M
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植
    & T1 B8 d) j- U$ [+ k
  29. //支持RT-Thread( @' x7 T4 c( P* u9 j1 P
  30. ' M( v  b' F, \6 C4 Y" ^5 q0 ^
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;1 X% I4 ]7 n% w2 }8 ^+ {
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为12 t# o/ N: F6 w2 i4 V2 E* U

  33. ' f  F/ e$ m$ \3 a2 Q7 L0 i/ W
  34. uint8_t OSRunning=0;
    ) O' u& ^7 i* A% L: W

  35. ) T1 {2 U2 e; u# X. G1 m* [
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   
    " s/ p" }0 Q9 C. ]* t
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行7 D5 g8 z9 x, c* u: v% Z; u3 t8 @
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数( @, d$ ]' [0 H, d
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数* ]0 n. U) D# M& t0 P& C3 W
  40. #endif  O+ d0 ?( M% Z& l8 t  E$ z

  41. 4 x3 L3 ?2 X% K3 V' }3 o
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
    8 ]0 n7 c' H3 k& y
  43. void delay_osschedlock(void)9 U: z8 q7 T' ]/ s9 J1 }' }
  44. {/ a; B9 |6 A# C: `, f4 C
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX1 z( ]6 B: n( ?: l% t6 G) ?. N6 a
  46.         rt_enter_critical();
    # X1 d: q. E& {1 O( X8 ~, o, l
  47. #endif  
    9 K# ~* {/ N0 y8 S, M+ Q, H2 j- [  A
  48. }9 t- o: b( z. d
  49. + O: ]% I! _1 b6 S. ~5 v
  50. //us级延时时,恢复任务调度
    * s0 r+ x+ h2 `: b
  51. void delay_osschedunlock(void)
    - a3 s1 C: j! s. d4 R( W* r
  52. {     
    / x- o" m, Q4 b# q  @
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX$ s* j: V: v7 K
  54.          rt_exit_critical();
    6 H& G; F- s& a' Y
  55. #endif  
      L2 V: Y2 }1 d
  56. }# |8 u6 b9 h' G2 c8 ^
  57. //调用OS自带的延时函数延时
    " i, H; }8 a5 x* J0 u: Z
  58. //ticks:延时的节拍数& T0 V0 W% e; P6 e
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)( {! d! w( R$ q* C
  60. {
    " z  X: o: A2 Q3 h4 Y0 t* H
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    , Q3 z5 A6 o5 r
  62.          rt_thread_delay(ticks);
    / z) M2 F% E: `8 u" l* V- U3 S% T
  63. #endif    ; m7 G2 R; Y& S
  64. }
    6 u' u7 W5 ~' y- R) w' Y0 z
  65. #endif- x- g! N/ p4 D: @1 b% F
  66.    2 _, p+ s. K/ V! K
  67. //初始化延迟函数
    7 M* ^" U/ o7 j" p
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍2 W4 `  M! e7 }* x9 B
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    : `+ m5 g0 \. B
  70. //SYSCLK:系统时钟频率( }4 W+ W' ?/ y
  71. void delay_init()# @- |& l0 |% I1 Q, @
  72. {
    8 c4 L8 K1 Y# ~! S6 t3 Q
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS., R6 x9 S/ E2 s$ [+ a3 `" ?
  74.        uint32_treload;1 h7 X& `  K, K1 h
  75. #endif  X5 P+ [- _8 K: ]8 c! G
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    , |$ R. e" T7 Q) h' w# v! l
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    2 c, I8 \6 U: d7 l0 ~5 a# c
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.* u2 s3 ?' H: ~( O; A
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              & x9 O" E) ?) `1 m7 v& J0 ?) g& _
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
    5 z& [. x6 `' P5 q! {0 Z* O7 h
  81. - }: X4 \2 l" T# D. P: H! U  Y
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    : S) N/ \0 ^' P

  83. / a2 o9 p# X+ d6 c
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位      
    % d% L. V$ P0 N, l5 Y
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    & E# ^/ E  E! Z$ q0 F* V
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
    # I- i- ^* R& F7 h
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK
    1 }; ]5 D0 s; I1 Q/ t( B  {  w3 T
  88. #endif
    % O) ^* ^+ F! |$ \
  89. }                                                          5 Q% j; b8 j4 |$ x

  90. 2 ^0 A+ G* V. F" m- x! m; H
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.& A5 v* F6 Q) Z, G, R
  92. //延时nus
    ! y4 `9 k9 J' e# W# J4 Z+ P5 v3 k
  93. //nus:要延时的us数.   
    ! M7 k( d4 b4 h$ `$ [
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 
    % z" a7 e. Q7 p# g
  95. void delay_us(uint32_t nus): E: f# f2 x+ t; P
  96. {            
    1 T8 S" p9 d. d* q- X
  97.        uint32_tticks;. H8 L- q3 K. e3 \9 U6 \: u& _( ]! S2 h$ S
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    . ~, x- |( f9 }
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    ( I7 I( b8 `+ L0 T9 M
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    ! {  T* W' t, C, v0 h0 j
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    8 L0 x) ~+ G3 I) M% s8 k4 L
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    ! {# ~  r6 q/ I
  103. - d$ N/ x6 |5 a, U, H9 n6 o, J
  104.        while(1)
    * r; a. T  V2 u$ i" i* x- Q
  105.        {
    & K7 n- @+ J. H6 ?  R/ e
  106.               tnow=SysTick->VAL;  4 ]4 {8 p- U8 d8 G+ F' b8 h
  107.               if(tnow!=told)
    2 h" O7 L! k5 X3 K# I
  108.               {         % w/ N( l6 Q4 J, v0 C7 q6 w
  109.                      if(tnow<told)4 B: r4 W1 b" v1 t8 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.1 o5 o! K8 i* z; L. J, H1 M' B
  111.                      else
    8 E, @$ i1 L5 ]7 q: e# ]- E( x
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   " b* J4 `; N$ U5 {: N7 [6 ?- g* h; X9 E% T
  113.                      told=tnow;
    ; t% p2 h% j$ z# Y1 ~
  114.                      if(tcnt>=ticks)7 l& P$ l. ~1 c* A
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.. H1 b* F. H- p- [9 F
  116.               } , ]* Q1 \1 ]/ D( x3 P' @+ k
  117.        };
    3 O$ |0 E$ y, v3 ~5 J* _) c
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           ( l. r; ^! d: A7 G* z1 S' x' o# B8 R
  119. }
    - J4 \/ Z4 h( o& `2 C) v1 ~

  120. / ~7 |' p) w: ^- L/ W
  121. //延时nms( p3 z  ^4 S+ s( S) o2 n+ D% X
  122. //nms:要延时的ms数
    9 D2 ?# V" g6 C: k3 q
  123. //nms:0~65535
      C- ?3 g2 j/ t. X; k
  124. void delay_ms(uint16_t nms)8 ]9 W& r5 _, S6 f
  125. {     / n. M# z5 x+ k6 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)        * J+ l( e9 }. x2 g' Z1 l
  127.        {              
    9 T$ _+ Z+ d5 S/ j. I/ v3 X
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期) n1 O, w1 ~. x+ c9 Z2 U
  129.               {
      P+ K) k! v8 L5 A; g# `2 O
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时* S+ R: c* j. z* d1 B  s8 [
  131.               }1 I+ S9 c# {# ~) e& g
  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   
    9 t5 ^/ k8 k2 |, j/ q# Q2 X
  133.        }
    $ p: e" U" u6 R+ R2 E
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时
    * L5 g2 a5 R( l1 X: U" @
  135. }& l0 h# Q* r" N4 k6 X* r4 {
  136. ' w& i9 Z5 @/ |8 c/ b, ~
  137. #else  //不用ucos时3 U3 D2 \; q/ v4 ?7 g& l
  138. //延时nus
    " P/ [0 |. ^6 F" i8 _
  139. //nus为要延时的us数.+ I* p0 E6 }! H( O( x
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)   
    ) y( a6 A* A9 J  {
  141. void delay_us(uint32_t nus)
    7 s: q3 d$ c# A8 A% g
  142. {            ) Q* X: n% i; \! r- ~/ ~' c* d
  143.        uint32_tticks;! W8 m, O1 h7 e
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;& Z6 H8 d4 C  `* K0 s1 O
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    6 Z7 H% O+ w& F( E4 Z/ B7 s! y
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    1 u7 @" h+ ~: B- P6 u' `! X
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值2 c, f( Q, l, g* |& z6 Y; s
  148.        while(1)
    7 ]: V; H$ T3 B& k  c! N6 w. p! B
  149.        {% a# T: J3 y) R& n. U* ?4 |! C
  150.               tnow=SysTick->VAL;  
    & E  h. w5 h% ?$ S: v
  151.               if(tnow!=told)
    ! x* j! P) Z5 }& n% E2 X
  152.               {         / U1 p8 L: G& O. U0 l
  153.                      if(tnow<told)+ @. z* Y# F/ o! e3 v3 C; v
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    - E4 N+ b% Q# S8 G' [. ~
  155.                      else
    ; e6 }$ r; u* r3 w4 M
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   , P/ N# d: _0 h, l
  157.                      told=tnow;
    ! K/ I# T/ T5 s6 V
  158.                      if(tcnt>=ticks)% J, k9 D: Q% F5 O- y6 K5 E
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.& |* ?9 p; Q! h6 u6 n$ R- g) x
  160.               }
    " b" o& }# N4 V7 I3 i% |; }  {$ w5 k
  161.        };2 W8 Q- ^: [6 n+ K3 U$ L  C; p
  162. }
    . j/ o* B1 [& M2 Z7 @" i: u
  163. //延时nms
    7 i! L; e6 k4 n( w: ?5 k
  164. //nms:要延时的ms数
    9 K: c( ]7 T( X/ [, N4 P. F
  165. void delay_ms(uint16_t nms)& [2 D! ?, S# _) p  Q
  166. {
    ; h$ [. {% \; I; b+ O1 C- ?6 v
  167.        uint32_ti;9 U+ \  ]- Y3 X- J! S! f- g
  168.        for(i=0;i<nms;i++)8 \0 t) D4 ^& @3 u- _, y! R
  169.        {     
    , S4 r3 c2 i; \* n5 i
  170.               delay_us(1000);
    ) J! ^9 c9 l  z/ F1 s2 V
  171.        }8 b! K5 h% R' K
  172. }
    % y, M+ y' |4 Z0 E. A- ]/ u  A
  173. #endif
复制代码

' H9 q+ d9 E! R" ]0 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

9 p& M! K" {4 C8 R6 b& u! z* n0 \1 W9 B& g' p$ n/ j/ E
1 收藏 1 评论6 发布时间:2021-1-20 15:00

举报

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。+ }; j( Q6 g3 D9 k9 A( N) c$ v( U5 r

+ j  U: q$ E1 p: a* {4 [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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