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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

; |! X; K* Q/ a$ b% u# \) v( l

$ ~. O, v6 A7 u
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
    # r5 j% e, r& e$ U6 b$ i
  2. void delay_us(u16 time)+ R* s# N# W2 @, s; e5 I
  3. {   0 t1 Q+ H2 O$ B. M: `- K# Y+ W
  4.    u16 i=0; , X2 {0 f3 _1 l; w1 E
  5. 2 k1 O; `  B: o7 d7 l
  6.    while(time--)2 T3 D/ p$ z2 y7 h
  7.    {4 m# `/ z5 q7 T, o; p4 f
  8.       i=10; //自己定义. n) m6 I" [; z8 C
  9.       while(i--) ;   
      Z+ B7 c& p% E8 J" r
  10.    }
    ) [2 P- }: @9 ~5 R  ]8 l; L) o8 W
  11. }) s' H5 O; {3 M% c0 v2 Y
  12. 7 D4 Q8 ?- p" ^' j  L
  13. //毫秒级的延时
    2 M) N: B; z7 m! Z. i7 g4 d+ M7 }
  14. void delay_ms(u16 time)
    $ ]! s. C6 \  B; e  D' x  U. t
  15. {   
    / O# ^2 x3 Q% O( t$ H. Y
  16.    u16 i=0;
    . t" F4 \, ^5 i- P  f6 ?
  17. / s+ Q6 ?6 U. \3 D4 z* d4 q
  18.    while(time--)" S0 Z# l2 D  q4 W6 \. N
  19.    {- i* G. w9 S9 [! B  z" g
  20.       i=12000; //自己定义' a" |4 Y) u5 i# ?  k# {
  21.       while(i--) ;   , T* c+ D' |- h/ w4 ?0 f6 U3 k& I0 X2 _
  22.    }
    $ ]0 B, P1 }3 E$ L
  23. }
复制代码

2 y9 [2 x5 |3 I2 L
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- i, q7 g  J# H/ {7 w
  2. 5 c: {1 s+ O! p1 q
  3. //延时n_ms- `$ {- F/ g: c( o" w# I
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms). a' P2 `4 G) Z4 L
  5. {2 u. j. L% i; T) j0 r/ A# l  ^
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断
    7 S8 F/ S1 |" g" q
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))
    8 b3 T/ H- S$ Z3 x/ w: W
  8. {& P- P% W# q' T4 n8 S% V
  9.        while (1);
    9 z5 Y1 j8 d( k
  10. }
    : ~6 b, x, @8 O! P
  11. , ]# X% u" ]. z: F  y
  12. time_delay=nms;//读取定时时间
    : ^, O" Q, [% J
  13. 5 S0 ]# Y8 g+ x6 i( J5 v. ~) l: G1 \
  14. while(time_delay);
    ; ]/ d5 l% P5 N7 y
  15. $ G/ V7 C/ ~) F
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器# F2 d! N4 S# C+ |! t" F
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    - K2 `' y/ o) m! Q! ^2 J
  18. }
    : c- B7 ?( [- J0 L1 U; r. [- [* `
  19. ; N* [' o3 J" Q- r/ b$ ]8 y- }* @
  20. //延时nus! L* Q# D/ N+ I$ F6 n
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)
    8 w  R: R7 Y" u. e
  22. {7 }9 _6 E- s7 L- a8 y  f- p% U- P
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    - [$ t* z* a/ v1 r. L
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))% @' g* N0 `% ]! Q. K
  25. {, ~% s0 O, c: [" o" h/ p! h' E: S
  26.        while (1);" m, c* d! B8 x0 \
  27. }" s; x5 l% N/ h  H- l

  28. 8 m2 w( j/ y7 n
  29. time_delay=nus;//读取定时时间* \& [5 b' k: [% Q; ^2 r* b
  30. while(time_delay);7 A7 r5 g; p- a) k
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    4 P+ V& J/ |* `: k! D
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    7 r5 W. c* N$ |
  33. }
    6 J; a: P- @3 J: G  U/ m3 H  i
  34. " b6 v1 {  H# e& V) z
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时
    6 @; k% I- J+ @" k: g( _/ ]5 K( n
  36. void SysTick_Handler(void)
    ) _% m4 [9 A- A- w6 Y2 b- p
  37. {
      {1 [0 u, r, v) {* [. {
  38. if(time_delay)
    ) v' O* |, r2 k/ ?4 J+ K7 x7 N
  39.         time_delay--;8 p; l2 Z! [- ]* c1 O0 x. Y- m1 [
  40. }
复制代码

4 i3 }, @  u: F) I* o
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;+ {. T, L1 ]+ n0 o& e: J
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms
    ( O- Q* x+ e) K: n
  3. /**
    1 v9 L1 a. N/ N9 t  w1 Z
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick
    2 E. N7 p& a  V
  5. * @param   无8 e; B8 p/ O6 {  t. |( g
  6. * @retval  无
    3 K1 q$ r$ k, k8 f
  7. */$ a, ]; [  `* q) m  k$ r
  8. void sysTick_init(void): |+ C* T  L( Q( W$ {. i
  9. {9 H7 x6 Q. b6 u
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次4 F6 g( s, }3 c
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次
    * C8 P9 r& O0 I4 L! F( i
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次/ N; p8 `) y/ q  g$ K5 {
  13.         */& {9 d; c$ r7 k% [
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
    / ?: {% @5 C. O) d4 d; a8 w
  15.        {
    0 P& R% u, f1 ^! N
  16.               /*Capture error */% C. _1 ]! Y! Z; [
  17.               while(1);
      W; T& J3 f% h; B
  18.        }) u2 V4 m  e- p. I
  19.        //关闭滴答定时器 . N$ i/ x$ B/ m( u4 f, L. Y
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    - }$ z, q" f& @4 C' z* d) G
  21. }, F9 G/ p! w; Q- b! l

  22. # {9 y, s9 @! F. }6 U" T. z! h
  23. /**# j' F! K- N: k, c4 i) W! G
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位' H* D/ h' {0 d( L* A: O& o" [! o
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us
    , {' B7 P( I6 m8 m1 m3 J
  26. * @retval   无
    + n8 @; G( J! ]# [4 ?
  27. */8 h4 |2 F4 X5 X" P
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)' T' B9 Z2 W1 ^! d4 a4 t; n
  29. {/ f7 W/ }- u" Y9 E; \! v
  30.        TimingDelay= nTime;      & F2 b, @; X% u; b- [
  31.        //使能滴答定时器 9 V2 V# V$ `8 [: w  z6 \
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;% g# l, ?2 I/ _9 `0 F+ j, v

  33. 6 V' g. `8 o5 \6 e$ o0 H  Q
  34.        while(TimingDelay!= 0);
    - k! L- U0 D5 D# T$ Y% b
  35. }- R2 A! r1 t8 ~
  36. * l) @7 c* x% w/ p# l
  37. /**) v9 O8 r. k5 r, I* b" k
  38. * @brief      获取节拍程序3 v$ [2 ^7 K3 j( i+ t5 u
  39. * @param      无' k, X) [( c5 ^0 k
  40. * @retval     无
    : D1 E  [) H  n- ^9 j
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用# o+ h9 \/ [+ x; p8 a
  42. */$ R( S- ]: j) z+ g
  43. void TimingDelay_Decrement(void); x8 C# @, E( \+ R: e" C# k
  44. {
    0 R9 l& X- D; h6 n" Z! R
  45.        if(TimingDelay != 0x00)
    / v/ J- }- l0 T9 Z+ B: k
  46.        {# t- D: x+ a4 i  Q  F
  47.               TimingDelay--;
    ! |1 D6 q2 t7 \4 J1 D: X! a  y! U
  48.        }7 |4 v! L, Y9 v5 ~- U6 ~& u
  49. }
    : w* N2 O! r$ H1 g: {# t
  50. /**
    5 ?9 w( q7 w$ M0 e( {
  51. . Z: t2 j3 A9 ?$ o" X
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.! K" e2 d- J  Y4 O% s
  53. * @param  None# p4 B8 y7 M9 F& N
  54. * @retval None" S# F6 Y; Y0 e2 v
  55. */
    & u, U6 h- \, h- Q* k& W
  56. void SysTick_Handler(void)
    / V! r( C; J6 K( T. k) n
  57. {
    - M$ O2 t) I0 T8 ?# {6 C
  58.        TimingDelay_Decrement();   
    8 n+ B8 m9 j" s" q5 ^
  59. }
复制代码
7 g3 D% \1 C& F7 z, V; V5 G2 P
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                 
    0 T: L- u6 `/ A7 K5 L9 \
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数
    6 ?, ]" n  S: o3 z3 Q: Q# U% k3 s' \
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
    ! k6 s9 s2 m* w# ^+ `! U& c# e; N
  4. //SYSCLK:系统时钟9 p8 j% F; o- S' M5 C5 q
  5. /**1 M) `5 o' e% v  {+ M
  6. * @brief  初始化延迟函数4 l: ?- @: L  v2 K) N
  7. * @param  None, }, D& S. q! l' |1 a. n
  8. * @retval None
    5 P' W' h( S# J5 r
  9. */& f) U6 G& B7 C1 ?6 z
  10. void sysTick_init()
    * y. O8 f: ~3 t+ p0 T  y
  11. {- {/ X$ l' z8 a( i2 C
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8
    - f( M8 d6 r! h+ s  m% a# B) [' M
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8& E+ U+ b$ @! |4 x+ M# x6 t; ^
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    7 |& |% J( D) d; o2 q- Z
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  2 n  R' g$ Q) j: E8 _( {
  16. }                                                          / f" \5 c6 c, v2 ^! ]1 H9 P
  17.       
    " e- Q2 B7 [# D! t  K5 s$ A
  18. /**
    3 v9 F2 i1 ~) J0 J7 Q2 E
  19. * @brief  延时nus' W1 K% I! T2 F/ ^; |
  20. * @param  nus为要延时的us数.' W8 W# Y1 D. p% o& v* B% x
  21. * @retval None  ]$ F4 O5 B+ o! P
  22. */4 s1 c$ j, M/ `4 e- b
  23. void delay_us(u32 nus)
    6 h/ |, h4 v: ~" y) W
  24. {            * Z8 s: S% C# h: c
  25.        u32temp;               ) I# \7 r% _( o# L
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              
    ' _: P+ \% B) {1 b" \4 A
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器
    - |+ t% J  N: i2 K" W. Z% o4 R) a
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   
    & `  X& v5 Z4 I7 {, C( O2 k

  29. / r% z0 `$ M" d  O& e+ |" J
  30.        do
    8 _6 l0 O9 g1 g. j6 r3 C7 ]% j4 H% s1 M
  31.        {
    / J8 E/ d( U* D5 Y, P' X1 q! m
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    # O, }0 b3 J9 K
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  " ]" `5 \2 w% A/ F
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器; w( r/ U' S- d! n! A
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器   
    - q+ A9 ]: V/ P. |
  36. }
    - _" k# A2 a& i2 x& J! K4 Y

  37. ; o, J" I3 |7 O- i( W0 @
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:) z# z1 d, I$ Q$ ?# W
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK/ H9 f, d( ^! r2 u& u8 `2 x
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms5 t+ {, X5 U. [% l8 w* b6 ], \3 h* V
  41. //对72M条件下,nms<=1864: h- I+ a! U, c; A
  42. /**
    5 r, Z; ~  s9 H1 E9 e
  43. * @brief  延时nms: g+ r! X  r' m& ^4 [5 t5 ]  Y
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    1 ?9 S8 Z$ E2 c$ K$ E
  45. * @retval None6 P. M/ K7 i0 ^9 z8 {- D' V
  46. */
    % X) Y) b) O: X! p: a0 B( B/ `  w
  47. void delay_ms(u16 nms)+ K1 Z' ~# E+ Y" w9 m$ }, u  h* L5 r6 u7 O
  48. {                          6 ^/ T2 f: X9 A: M; d
  49.        u32temp;             / r( A( q9 I0 {* t. o6 f
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    ; ^/ L9 [3 o: s' `7 f5 J& i+ b* I
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器
    9 [2 Z& e/ ]; ?; @
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数
    " {* g  Q/ Q4 A+ r8 t$ O4 d. H
  53. " T9 J4 B7 m) b2 D" D1 B: @. K
  54.        do/ W; M. i: ]3 i( S
  55.        {
    9 p* S2 B9 [7 N  o" s9 s$ a/ _4 @
  56.               temp=SysTick->CTRL;
    / Z6 w& G, w# e
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    * R& }' J, q1 H% q9 c9 d9 Z
  58. ' j# Q3 g% C: s% _0 ]
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
    + R6 \! j9 T, ?: U: \) o% S
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              $ _* V! D! O" E4 O% Q
  61. }
复制代码
4 G) I, i( c$ l6 V$ \

) y( Y; d8 k, f1 ~9 g
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。

1 u+ q/ a' y0 W4 P/ C1 [. R
3 RTOS延时
3 O% O5 n1 s: G: Z/ `: ?
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*********************************************************************/: i6 R$ |% l7 q6 d6 z* I3 T
  2. " G+ r0 Q! y" }- r* W3 c. E% x
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"
    3 Z: s" i, U8 N% p. U6 H
  4. 7 S9 \& c( S! }3 c
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS
    4 ?8 j- J. q3 k
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.( G; w5 f6 _4 y. d1 [. L
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS
    # u, ?  Q+ K4 k# h/ h* M1 o
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用
    # ]8 s8 U5 M7 a
  9. #endif
    4 X" [8 f( B5 V1 V! A2 s
  10. ( J$ \' ^6 X! w) J% m
  11. //********************************************************************************$ F& y7 ?. Q, p& L6 _( m. m
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数3 F4 w% \4 b6 S2 k7 t9 @, }

  13. & w( r, e! p0 b1 {0 d) T* t- K
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    " h5 |6 {$ A, 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
    5 A( A/ |+ t- e; f# {
  16. #endif
    0 [1 Y0 b8 d/ L" R) p
  17. 2 @: ?% R7 ]" e5 O8 \: |
  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).
    * B7 p9 A9 S4 J; B4 g2 e
  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
    * O; i4 J/ a- ]5 u, E
  20. //首先是3个宏定义:3 Q& R: i/ Y' q# {1 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' ~4 V$ `" w- F
  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. z2 j2 @# x8 V& n% g% G5 Y
  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0 w( d3 Y! t8 L: R4 W1 G" ~
  24. //然后是3个函数:9 {7 N" X% ?% H/ g2 M0 Y9 u
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
    # H$ z5 Z" U2 a% B
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度: k  I, k- X" ~: o
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    ' r6 H4 a* N, {! K3 v! q8 w1 I8 p
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植; P' {0 n4 }- p, l
  29. //支持RT-Thread2 ?$ e7 f/ o9 Q4 E$ q7 X

  30. - k+ _) o3 h8 X* D# D. k: u
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;& O9 E" v+ l) q  y2 [
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
    * A* }6 P0 e0 R4 G& p" {
  33. ; p; |9 G- H- l) r5 p3 ?- ^
  34. uint8_t OSRunning=0;
    ( X6 c6 I8 r4 _% z) |, L( X

  35. 8 V6 A% ^, e, y# h; @
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   % C$ r  ?. x4 J2 e0 H! ~
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
    ! m3 S$ _/ S1 [- d
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数
    & G% ^% e: z* i0 O. b# Y; \) _0 y- W
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    : q' t8 I5 c! F8 h
  40. #endif; [" z! P8 Y* p& u0 H+ e
  41. 2 A+ D# c/ m  j4 v* I0 }
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
    : K( B5 s- H; }- x$ I1 M& Z7 B
  43. void delay_osschedlock(void)
    0 Q  u) ?2 Q$ g! n2 u9 m& d% y
  44. {
    4 `  o1 c# H1 F8 a
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    " `$ Z; W8 u, \- K& p+ {0 ]! y
  46.         rt_enter_critical();) J* a% f$ a3 |% C" ?
  47. #endif  
    0 @8 l9 o0 `+ E' s) l; C3 g
  48. }1 n5 Q# G( w4 }5 \! t# m
  49. 0 w, X; ^' Y, |/ A! v3 u- T( G, F5 |
  50. //us级延时时,恢复任务调度
    + h/ y* o$ W5 w
  51. void delay_osschedunlock(void)
    ! W+ l* c2 F( d& K: a2 F
  52. {     9 d. F0 \# ^/ w- L' K) ^; h
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX/ b  u% e( E5 [
  54.          rt_exit_critical();
    # P8 K4 L- y* z6 S% h6 j7 x9 C+ k
  55. #endif  
    0 z/ _5 _, w  y
  56. }
    ' Y8 |: l! S' p
  57. //调用OS自带的延时函数延时
    5 j& b1 I: \5 n. J
  58. //ticks:延时的节拍数
    + k1 }& |9 E: t& ?4 R
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)' J8 B8 f# D* t; w$ K; \; R; \
  60. {5 q2 ^  s6 u3 f4 S, ^
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX2 c! }3 B( h+ Y; _3 J1 c
  62.          rt_thread_delay(ticks);
    * u7 ~$ T# F$ M  \+ A! [$ t0 l* j
  63. #endif    $ T4 c! W1 d: b# I
  64. }- I6 k6 O; a7 V& a8 ]
  65. #endif2 e$ r/ F7 a, h7 x
  66.    
    " P/ K% i- E4 r0 g9 n2 w
  67. //初始化延迟函数+ x& R6 S0 s) w! ^8 n& E" w& [
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
    ! g' n/ e; c' H9 N- t
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    / ~) p0 b& G$ ]6 I0 R
  70. //SYSCLK:系统时钟频率
    ' Q$ r1 Z+ x! ?; G1 o. s) \
  71. void delay_init()* Q7 q  I5 K  ]4 t; f
  72. {* e" [- u2 f0 R/ u9 S: n
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.$ }& O( }" G/ ?9 U- A/ Q" o
  74.        uint32_treload;4 h# H8 Y5 G# }1 P+ ~: f
  75. #endif" |8 |0 E( V: O
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    7 u5 C2 Q1 ^2 y  s- ?
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    1 S' I1 K; t. y6 k% s; M) |7 ?# i
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.
    8 _! o# ~1 y4 v: p0 u* Z# p5 r
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    $ m. X+ m& g1 D8 d" w0 I
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间, s; s1 H: d( ]. T4 w2 T1 \# ]
  81. " |6 C: k8 \+ }2 X
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    3 V# X7 V" d2 S* R: \5 R: _) t

  83. " O: ?5 O! l) q/ N1 l* ?
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位       $ d2 t- P% i6 a: Z- g! i
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    ' p* ]: u9 U/ v$ ]  O
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
      T3 U4 k' m( V9 g4 l
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK
    ! N) f& j4 ~! |" V9 q) _
  88. #endif
    & q) F* r+ v& F5 X5 d  f7 K8 v
  89. }                                                         
    / h. w$ @. X/ F

  90. + Z  o4 g9 s# F- X3 ]1 C
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.
    ; U( J7 U. A8 T, Y( o2 E
  92. //延时nus% q" m" w# V' ]4 [
  93. //nus:要延时的us数.    . r/ ^( h. T4 y  H( U# Y4 T2 |
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 / t& O. s$ w% r6 D5 o& G. G& Q
  95. void delay_us(uint32_t nus)
    ; k' I9 D: w5 J  x. }: J
  96. {            , R8 G) e( W) ~! X
  97.        uint32_tticks;, ^; {1 A7 N) w+ M  w1 m7 S( n' v
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    5 B/ I/ f  v6 N$ q# k6 b
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    # i4 k  S9 G6 m! ], B/ u
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
      E7 W2 @# o6 K( I' Q3 Y/ M, Q: q, g
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时# b: e' E$ E) |& n
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
      c/ G! Q# p  b0 R& n% O8 W6 T& h

  103. - _* J" q& A8 ~( V" `! z5 |: \& J
  104.        while(1)1 ^' v9 J" W) d- X& a1 E
  105.        {
    ! ?% z: q  S* i3 `. U8 l: _
  106.               tnow=SysTick->VAL;  6 e- \+ R$ ]6 A+ U  |8 ~
  107.               if(tnow!=told)5 X( a: ]" s  I
  108.               {         1 B- y/ {# T; g) D1 u/ Z
  109.                      if(tnow<told); a; N) Z8 o( H0 \
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    % c* D9 ^( O2 _& Z
  111.                      else, f+ f5 U' |1 Y2 d
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    0 @3 f, ^" p  o) w" g. J
  113.                      told=tnow;
    ( ^( [4 r$ i& {- x) Q2 H4 F
  114.                      if(tcnt>=ticks)' b/ ?. N7 j# X6 }/ g
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出., O  K3 B3 @! z- ?1 L( |
  116.               } ! T# \0 L; L5 Y
  117.        };
    3 [4 H3 Y2 ?9 n% O! ^9 L8 o
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           ( D9 @/ w0 H# V9 R3 g
  119. }
    - f; a' n3 k% l. s: t8 \

  120. " G, v! a! Q/ f5 c
  121. //延时nms# T$ \+ J+ A- |
  122. //nms:要延时的ms数
    / K* m- Z3 d( @( c
  123. //nms:0~65535
    0 V: ]) p" Z( p, O" G5 O& T% U3 F  {, B
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    ) K$ [6 ]9 }) [& \4 S1 ^2 D6 F" ]1 }( \7 i
  125. {     
    & C7 i' _7 J7 E& V1 X$ b
  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)        
      D# Z9 j" h* P+ q
  127.        {              * D( {  z( w1 G. l
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期* a. y$ Q2 d( |2 t
  129.               {
    6 R4 D, v' d4 O- o
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时
    ' h' }& f9 q. S' P
  131.               }( G3 f; \! w, A
  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   
    " j( O$ b# S  W. k" `% P! V
  133.        }
    9 n, [4 Q% I1 G$ }& h  Q* H3 ~
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时( q7 e3 S3 K+ a2 M5 S$ T! _
  135. }/ D' Z. O( F0 @6 t5 o5 e. \. ?

  136. 0 G' Z" x* H/ i0 }& q. x
  137. #else  //不用ucos时
    ) H! L4 I+ V  H3 }+ p
  138. //延时nus
    2 V: G2 U: Z2 Y2 @9 `
  139. //nus为要延时的us数.- p3 r) f$ x+ d& C# |
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)   
    ; J. U: E! G3 q# Q
  141. void delay_us(uint32_t nus)
    # j' q1 ?" {/ a( H) k( E4 E
  142. {            
    9 m" U9 b$ z; p
  143.        uint32_tticks;
    - ]. z- i) {, y& Y! Q7 \5 b1 D
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;5 A' }" Z/ ?$ J# W9 r" U
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    8 F& n4 R" n8 p5 |' Y  K  D6 b
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数) o1 ~! s0 e" i( [
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值2 L- E* C  M* N0 A# I
  148.        while(1)( M! n; T4 ]4 q2 w# G" e( Y
  149.        {6 G. D/ p) v7 ~& I8 {! y# @, \
  150.               tnow=SysTick->VAL;  * G; R+ v! x. v4 I! {
  151.               if(tnow!=told)
    + t1 R0 f: V' F2 W& k% \
  152.               {         / o9 R/ x& m& ^3 L- t
  153.                      if(tnow<told)1 K: W+ s3 _8 L  a8 b
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    * M% t. i: ^- k* b% r- b. N
  155.                      else
    6 _7 |4 k# ^4 E4 d" x
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   & b9 L( f( o( `7 r% m
  157.                      told=tnow;" O8 g7 ?/ ]* V& b
  158.                      if(tcnt>=ticks)0 {% v9 H  s* T7 I. D' j, W# E7 c
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.' {7 w. w! G$ I* u. V
  160.               } 4 P2 M% `& I4 N" V' a& X3 y
  161.        };: u% I- J8 l& {5 |
  162. }
    ! f! u3 w- g% v/ x7 ~
  163. //延时nms
    2 e! p; ~, @, b; c0 G2 C; Z* l( k
  164. //nms:要延时的ms数8 g. O7 B- Z8 X; w0 G
  165. void delay_ms(uint16_t nms)* A2 j& F2 }( E- f% o: \& l4 v
  166. {$ X$ C: K1 V$ m% k* v) h. T
  167.        uint32_ti;* G: n7 i0 n1 [. q
  168.        for(i=0;i<nms;i++)# a  b4 E$ y, ]8 _' O
  169.        {     . Z  q6 h, J( G% `0 f: Y
  170.               delay_us(1000);
    . X2 b$ c2 z5 ~) l' ?
  171.        }
    & J3 s  I0 B) X1 F/ C+ q( X
  172. }
    : m! ]6 l+ K) G: \
  173. #endif
复制代码
  y4 i$ |3 w0 @; r) P+ \' g
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
  _- B7 h  k  M

. z' G* H# I9 z9 }$ n8 Q5 f. X
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。" ?" W" h! i/ @1 A. V- @/ _. T

2 k8 ~( b# h& d( X) o& J' E2 a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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