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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

& D5 h0 v# r; `' p' c5 i6 D8 c

3 a5 ?% ~. f3 g( Z, 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6 D8 M! K. @- z0 m1 ~# ^
  2. void delay_us(u16 time)
    5 K" r; a1 i+ W9 q
  3. {   ! e. v$ K6 F2 E
  4.    u16 i=0; " _9 C# }+ ]$ s0 K' n

  5. ) b1 T6 x+ ]; U6 `/ Q  C- J1 x
  6.    while(time--)
    # |$ A9 i! p1 R( m
  7.    {( U& o) Y* k, g1 C- Q7 D5 X
  8.       i=10; //自己定义
    ) m& V3 R7 T- X3 _( ?6 ~. }, J
  9.       while(i--) ;   / t: e6 u. _+ t5 }7 K: h& Z, ?! z
  10.    }
    % Q% e% n+ [+ D' h. S( V0 r; E7 m
  11. }
    $ m5 p0 z3 R( A# u
  12. - b7 C8 |& y: i( u8 n* _1 {8 e
  13. //毫秒级的延时# ~) L' |6 H- P: l
  14. void delay_ms(u16 time)
    ) F4 J7 r3 P- ~& r5 s6 n. {' r
  15. {   
    / j7 m+ J8 Z" l5 _( G2 Z
  16.    u16 i=0;
    ( ?* m: F( E# z% b
  17. 2 W. u/ c* i/ v4 e
  18.    while(time--)
    5 ^* p' s6 e+ ]+ C1 v3 k
  19.    {# w) u6 {. H7 ^' E
  20.       i=12000; //自己定义
    0 U+ Z  i- d) v+ y1 }% a
  21.       while(i--) ;   / W; {( a7 f$ ?4 w3 O) h
  22.    }8 Y% x# k& J2 }1 _. i6 {( X" `
  23. }
复制代码

" y0 X+ d; O: d5 J1 u, e  d
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9 H- A0 ]0 V! `+ K/ P5 b2 P4 K
  2. 8 K) W0 N$ s+ @2 I& s- D- V
  3. //延时n_ms
    : p8 f& f5 {" o. R* {9 P# x" k
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)# {4 C6 o# G7 U0 c
  5. {
    2 O1 x4 u, G3 z, ]- p& j
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断
    / l, U, e; R  z
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))/ P2 O' B/ B$ L' j0 O
  8. {7 |# l% V/ u' X
  9.        while (1);4 T3 w) U: R0 l, x4 }7 A
  10. }
    % b) ^- l2 ]8 a! B; E) Q. `* S% F, U

  11. ' l2 U3 ~# L. [0 C  S- f0 f. }9 R
  12. time_delay=nms;//读取定时时间  H, `; ]2 y: E" m# j5 F

  13. 5 i0 M9 ~+ e* ?
  14. while(time_delay);$ g3 d0 c9 P. x; B

  15. : n. c% C7 F3 U* \
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    0 G4 r0 W! F& p- t) E
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    * Q$ m) ?- R- C# A( _" y
  18. }
    4 m' z2 G& g( \% o0 I
  19. 2 {$ v! Z1 G: h; M' K" ~$ |
  20. //延时nus* _0 e2 h+ W, Z' y
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)& n& D1 F# I: W6 |
  22. {
    2 j) {2 _7 m5 x" j: b
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断3 G! j4 s: \" Q( d
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))
    0 Z& p/ p" r2 p' V' J" |+ s- I
  25. {! Q2 F) `1 i* {$ f( r
  26.        while (1);
    & j/ q) ~" [) `- r. p' J
  27. }
    , ^( ?. _/ D- d. E6 Z
  28. " x% j* c; L3 P7 H
  29. time_delay=nus;//读取定时时间! `: v# |% L% ~0 ^
  30. while(time_delay);9 P/ h6 x! l: _
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器# l% r! F8 N. Q
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    ( P3 `7 K  E& G4 ?; ?' d% Y% w
  33. }
    ( `8 B$ M$ c- L" n
  34. " d7 v; {+ S' T- [; P
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时4 U3 z2 Q! t* O" _
  36. void SysTick_Handler(void), q% q% F2 N: m# Y# y6 Q
  37. {
    : M* `% W: |2 O% I  }" J2 o4 l
  38. if(time_delay)
    , T( }# w7 }5 A4 U" `# Q
  39.         time_delay--;* q/ T2 y  B- h6 T& C1 M" d- `0 a/ G
  40. }
复制代码
* q2 ?0 Z& ~' p3 |; G
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;
    : E! G) P  _# T8 Q' O& s0 Q1 F" f
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms  t+ ?* |/ W$ A- Q8 G
  3. /**5 Z. g# c9 P2 h8 ^2 b
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick1 z! b6 k4 W9 ?  Z1 r$ O. t; {& U
  5. * @param   无
    0 L, M- k6 W, l* {* `
  6. * @retval  无4 f2 q) J2 Q$ q2 g# x+ @
  7. */0 V! n( y1 i: ?# ]/ m8 q4 n- M  O+ L
  8. void sysTick_init(void)4 Y, s/ ~2 r4 x6 E, y- Y
  9. {
    / }% `+ ?) X7 e+ y4 E0 E5 m
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次8 @) Y9 G; a5 T' {
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次  u! J' E. o" X6 o
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    % [; Z2 Z  N) Q. _& V
  13.         */- V# K) ~' U' [6 Z& j9 ?  ]7 j
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
    ) _8 r% p5 P, U* Q
  15.        {
    / l% R0 ?0 B6 s( V6 s
  16.               /*Capture error */8 V" K  Z) |0 O
  17.               while(1);! D7 l- m& K( f; ~, [8 ^
  18.        }
    9 }6 `  ~  a, G% @5 j7 U
  19.        //关闭滴答定时器 % A/ q' v" C0 t6 [. \: H' b! Q
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;: R4 v, d( D9 `7 M+ u; z1 i; }5 J; i
  21. }, \. _2 C% D7 ^9 Z
  22. ' v- P# _) O8 ^
  23. /**& W/ @2 {8 S7 J5 n3 j" r
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位: h* M' @& l" s* Q6 C6 `
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us/ }5 g# `: p$ r4 |( u% T
  26. * @retval   无/ _' J) x' e9 i5 J9 @0 J" q
  27. */7 Y8 H1 Q0 T8 S9 _
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)8 d, B8 [2 x, e3 p& E
  29. {
    5 p) e' q3 ?; A8 r! o4 o  M7 b) s
  30.        TimingDelay= nTime;      : O. n% j; G1 Q$ l* z: \
  31.        //使能滴答定时器
    ) M3 c3 E7 \9 ?3 G
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    5 {1 L$ z0 t1 L$ n2 O6 [
  33. ! M1 [% T; t" m# k2 p: p
  34.        while(TimingDelay!= 0);
    - ~+ l1 L! d$ u, L8 F! q9 p3 v
  35. }! `+ w6 d7 ^9 B5 u6 f; g" l2 F

  36. 6 W% o  \( m6 R3 F, q
  37. /**" l& L9 X  ~5 L% \- l) x
  38. * @brief      获取节拍程序  ?: s* f+ w& D* m+ v
  39. * @param      无' \9 j, A* x# N9 z9 _
  40. * @retval     无
    - q3 @4 L$ M1 [3 V* g0 E, S! f
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用( ?2 _" }/ k. T8 j3 X1 F% Q
  42. */. R$ O$ \9 E, }: j& p
  43. void TimingDelay_Decrement(void)
    " Q( T& z- Y' `) P$ H
  44. {+ \& H( o: p" u* Z0 o, x3 [
  45.        if(TimingDelay != 0x00)" `6 t0 `2 q  z; B5 Y& w+ D
  46.        {
    - s+ `, g  {" M; X3 q
  47.               TimingDelay--;
    4 Q* V" ?4 p8 d- M4 m2 W: f; e* a
  48.        }
    * u( b2 @& j1 ^
  49. }, A5 B* I% s. F. g& q+ Q% C
  50. /**6 C' \! T3 l) w$ d: O8 h
  51. * z/ \0 _8 N6 ~
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.) J8 F% X$ X. y/ b% r
  53. * @param  None
    . i* J* V0 G% j& G/ B6 O
  54. * @retval None
    9 C1 y& H1 P# d) h% C
  55. */
    5 R" b$ s: R4 m/ E* l
  56. void SysTick_Handler(void)3 O# n7 q* u6 ?$ }4 ]+ K
  57. {& Q( _( ^7 ~5 ?! m5 ^4 ?, V
  58.        TimingDelay_Decrement();    9 o$ P1 w" x# c; U$ L! ~6 Z
  59. }
复制代码

! d2 I% N# U7 `1 Z" T
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                 $ Z0 U! ]' C9 }3 q; N
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数
    3 r+ |; u8 B( n+ ?
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
    " a* \! M6 E& O, q; ^8 w) p. f
  4. //SYSCLK:系统时钟; T- X  ]* C$ K6 |+ C+ r2 j
  5. /**
    , g% L) F1 t0 r' i. w& F
  6. * @brief  初始化延迟函数: M( ?+ O* Z: X! G; W! S
  7. * @param  None
    % T8 C* `* r/ E4 N; x
  8. * @retval None' ^; P. E% H; `0 o  {7 Z
  9. */
    4 E& z  `5 h- `( F! Q3 ]
  10. void sysTick_init()
    ) g; R! f6 E4 |& O  p4 t2 G
  11. {
    . i8 [- c; R9 n9 c+ O: Q" y3 N
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8: R+ f  j0 a0 B4 z" t  q- [
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8
    8 L! _* k$ Z, ^* P* j. ~& C& W0 l9 B7 U
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 $ C4 a* C$ ~+ g0 v8 @
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  
    # s# g, [8 x0 j7 ]7 t& k
  16. }                                                         
    ; U. t) J! w% V9 n) d
  17.       2 p# v0 o4 a0 v5 D
  18. /**/ y/ O8 f7 p' J- D6 Z# M* c
  19. * @brief  延时nus
    % Y6 h/ W  V* q8 {% q4 L9 a
  20. * @param  nus为要延时的us数.8 V$ a2 \* e, B1 _1 x
  21. * @retval None( K5 F+ D9 t6 u, C
  22. */* K# B! v8 g2 w( Y% m* D, x
  23. void delay_us(u32 nus)
    : n4 H2 w# q) w3 t- r- K7 T; u
  24. {            - N- g6 |7 L0 O% c" n& M7 R
  25.        u32temp;               0 q" {2 H8 r0 z5 p) Y$ l1 }2 B( I
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              6 A3 O" w( N$ }4 S2 f; e; K
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器/ @/ o3 l# n9 n
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   - j8 p& o0 }. c8 q, [

  29. 0 K# h6 V/ |& J" B/ }- D( I& b9 H
  30.        do/ f7 B' Q( Z) D8 Y3 b$ D& V8 C) Q
  31.        {
    7 J. b* c8 n: g( Z4 S. ^# r# [4 N5 a
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    6 m2 H+ |% a+ v% ]* Q5 x, W
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    $ m0 O5 t4 m8 f2 G# G7 L
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器/ s! q. Z" ?( P9 |) i' X9 B
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器   
    0 Q" |$ h1 V! y4 ]3 [& `
  36. }: }9 z' }$ e, k7 b
  37. ( n& P4 A: r/ }$ D* l, H
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:% C4 J5 \( w* q3 ^
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK! l* C" ~$ D! ?. a
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
    6 @/ y7 }! j/ n) L2 I6 w6 q
  41. //对72M条件下,nms<=1864
    ' ~* O# u" J/ r
  42. /**
    + u7 f' S: u9 {1 Y4 i/ M+ D+ l+ g5 }
  43. * @brief  延时nms2 h/ Z; K+ F. D* K' Z5 H, ?
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    1 a7 I6 {9 ?9 D6 k( a7 a0 H2 J! e6 X
  45. * @retval None
      ?3 \! x, O1 ]6 Q( l+ C% c0 ^  J
  46. */5 ]/ O# w0 u4 Z& m7 a4 J3 g9 B# ~
  47. void delay_ms(u16 nms)
    + H8 O6 g& e0 L/ |- G
  48. {                          ) n: ~: @1 N1 D' W0 Q
  49.        u32temp;             % ?2 e" i* ?& r8 U
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    ( S, }& |+ z5 V2 L- {9 x
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器8 l( \( X5 u+ N9 E- Q" G
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   z2 P4 c' V8 u: Q8 g. B

  53. ! |, L  J4 x- X5 z8 I' H
  54.        do5 v+ M, T* D& Z( Z/ ^# a6 k1 I
  55.        {% y0 f! `3 {$ g; m7 w! ^
  56.               temp=SysTick->CTRL;& l5 ^1 P* H- {# X! P
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    ) c# M( I; N# ]  ~

  58. ) D5 Q. ^6 m& l, D& y
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器* ~. w3 E& a5 {# Q( K$ W
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              
    ) R8 D- [! [- W9 c
  61. }
复制代码
6 I, D) _1 ]# S* Q3 e
4 E7 O6 I: _+ g: ^" 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。

6 \9 I% P( i3 h8 N4 w
3 RTOS延时
" ]. X$ m* Y0 ~2 n# ?# h
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*********************************************************************/. q( Q/ F" W+ Y# z/ M
  2. 3 `+ l( q& D3 |* f; n
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"  ]+ d  i8 Q8 Y
  4. 9 z# G7 T, K% w0 P# m- Z
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS
    6 x3 a7 f4 g6 N4 R2 z
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.' a9 A( E* r: P* z, O5 _0 v
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS* O& |( }8 U9 v( S: m* H" l
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用
    ; Y5 D# A9 s, Z3 j+ Q, b5 P; G2 f
  9. #endif6 O7 k- w' r. V$ g

  10. , {0 m3 e2 d1 c: i8 y
  11. //********************************************************************************0 \( x3 _6 w6 e  @
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数
    7 {+ t& Q. G5 J) `

  13. % J' s2 M& h4 X
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    : Y# F# r3 G. h' _
  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% C8 A) m+ M# |9 k% p
  16. #endif
    7 x3 s6 I5 w, Y; I4 b( J# \4 z

  17. : ]' {. Z7 n9 }, D
  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).
    5 ]+ l+ b2 C8 V
  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
    ( Y% E  f0 R+ {) q6 `% v: P
  20. //首先是3个宏定义:' Z$ m) c! i: i) {  h
  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
    ; }* q( u! i& @$ P- P
  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- X' }6 y3 A1 ]- p  Y8 P8 e
  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
    " d8 l8 g- {* X0 A4 j: `4 y
  24. //然后是3个函数:& B) x, Q1 R0 N' A" h3 `
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
    ( y! K# c- u* X0 o, T
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
    ) O5 S/ u( K8 m. N+ A
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.0 e6 Y. J" ~  D+ _9 |
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植: e( G3 n. [1 o4 q5 r; t% D2 l
  29. //支持RT-Thread
    0 Q9 v" \9 a; n. y' \) r- G( _4 E

  30. / }2 c- ~; H: H' I5 Y6 h
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;
    / h1 P* }7 d. r* l/ L# Q  O
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
      v: H& C. E; S7 k# T" e
  33. 5 F. }: ~( r: C1 J2 H
  34. uint8_t OSRunning=0;
    # ^/ z. J& P! |  I% ~' G
  35. 3 H. G6 a7 Q- u+ ~( |+ @# G, |
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   
    6 \% T; y. a. |; l8 Q" c
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
    6 Q0 H1 f1 z2 F: [2 m9 b! l% m
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数) e; t+ h0 G1 ~6 C3 u$ ~
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    . x9 k) e1 t# o  s" E; c
  40. #endif6 p2 V# L8 f$ m2 M* M
  41. 4 D7 f. R4 [) i& G  L$ ~
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
    + Z# }! n. Q) L/ ?# E7 n
  43. void delay_osschedlock(void)( r: T  i, S- j
  44. {# d1 F, L) Q' ^- L0 l) n/ |
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    9 j7 x# M( X9 a
  46.         rt_enter_critical();
    6 ]; ~" o! d4 p2 s& E
  47. #endif  
    ! O6 l7 a8 L, A  ?( I
  48. }
    0 g* Q% H% ~& ^* c. V, g- @" P' k
  49. 6 |7 e1 ?; \3 s6 a  ?
  50. //us级延时时,恢复任务调度$ \( P) p8 S1 K9 a, ^+ r  K4 @$ o
  51. void delay_osschedunlock(void)
    6 c0 G2 P9 y2 T5 {9 G
  52. {     : Q# t; U; Z; j; ^0 l8 L5 L8 q' E
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX+ I- O; m+ M+ o6 E; @! U
  54.          rt_exit_critical();
    & s: D- M; _1 l
  55. #endif  1 U. E0 {, S. l7 z; v1 B
  56. }% e9 W& g7 [8 ^, o2 ?+ F5 n' n
  57. //调用OS自带的延时函数延时
    $ i, [( ?& e* b* B4 S0 e- v
  58. //ticks:延时的节拍数0 b8 D- r( b5 ]- P. W. H: s! k& x
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks), w! T' t7 C; V# g
  60. {
    6 _/ h$ w7 H- A, L: C
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    ; B9 k% F0 {0 U3 v' g: A8 M9 }
  62.          rt_thread_delay(ticks);' X! F& h% F2 t4 S; M
  63. #endif    1 Q6 w0 b& M; S1 t/ F+ e5 w
  64. }) Y+ J! K) }/ C& {
  65. #endif2 u) z' W) f  E
  66.    
    " h! l. i) C2 r8 {
  67. //初始化延迟函数9 u8 E) T  O9 E
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍9 K7 d' M+ G* \. T  s! v
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟" ?3 {+ e- J2 i* @
  70. //SYSCLK:系统时钟频率
    3 F2 s  c, l$ \: Z7 r2 k4 C( a
  71. void delay_init()
    4 x" H+ X! c0 s7 q7 F8 T+ s
  72. {8 V& z/ N7 k9 v2 H/ d
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS./ `+ q1 C& A7 o+ B  |$ p- A  i
  74.        uint32_treload;, m9 h4 |" Z; Q7 h
  75. #endif
    3 F. d% E9 G+ f
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    ; I- @3 [# Y3 N% S3 ]
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    7 d2 e8 s7 v1 j+ `' R+ a- p' W, C
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.
    5 Q0 }5 D4 ^8 M- I1 x5 e" @
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    ) M& e1 v) d6 K/ M  d6 C% `% A
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
    / z3 ?8 r( z! z3 S+ A+ n, A
  81. $ s$ G( b' X% p% K/ w
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    # M( ?; r+ V5 j7 p( h

  83. # S6 d* i! I7 ?/ B: S5 R
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位      
    7 {6 V4 `* J' L. B& c4 o$ G
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    , W+ ?6 K. K, e
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
      i& x* S. v/ [. g0 a
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK: }1 b* D5 ^3 L7 \' A' d
  88. #endif
    8 ^% n- j0 }/ N/ e% U7 u" }+ B
  89. }                                                         
    / e: A; q2 |( F, D
  90. ( l/ V3 i) ~; N8 w
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.
    / H+ \! I$ q( V; V4 ]
  92. //延时nus
    0 P7 f% `1 W6 G3 f( a& m
  93. //nus:要延时的us数.   
    1 x9 c7 I/ Z4 @' x6 M- Z  W" i
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 : V: I7 _7 F1 x/ ]5 `2 q
  95. void delay_us(uint32_t nus)3 m" `$ I/ a. k4 @
  96. {            4 U  @. p8 _" G8 S
  97.        uint32_tticks;
    ; X( x5 f& s! U. b; c
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    2 ]2 f: \3 u. L8 e/ r( C
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    6 u2 L1 I, T  u# a, }
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数% |2 J0 w; @: x3 d6 l. X
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
      f& [" k$ i* C. z6 x: k: z
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    7 l7 I# a, Q( G6 Y
  103. : R% F6 U5 ~: N$ h  d0 k
  104.        while(1)7 m8 m) J, n0 T& V5 ]
  105.        {
    $ F0 ~5 E$ Z0 |% E
  106.               tnow=SysTick->VAL;  " x; V2 b* X' S
  107.               if(tnow!=told); I% ^, w* }5 g+ R
  108.               {         
    % D) ~! T' }. v# Q4 d( ^
  109.                      if(tnow<told)
    . R* n0 y/ j2 e2 }+ U0 |9 z. P
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    * O* v: u, y* S2 I
  111.                      else
    . }3 R: M" G' D
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    9 z- M6 t8 f8 K/ G4 G7 m
  113.                      told=tnow;! ^# ^, O3 O8 E; i7 g0 ?
  114.                      if(tcnt>=ticks)
    , X) M9 y- s: G% L/ r
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
    ' k0 I$ c) D& Z9 j
  116.               }
    & i/ K$ g& X8 g" ~  [0 o
  117.        };
    1 {% ?/ l% z* B) ]4 P% o
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           
    + o6 V' D' I. U5 |' E
  119. }
    8 |& V  h" g3 s8 Y# Y' s: u
  120. ' P, D6 h; ?& P. |
  121. //延时nms) b: c% `7 ~5 ?, O
  122. //nms:要延时的ms数
    # G( _9 |; s# R5 d5 C- G
  123. //nms:0~655354 |" g, x1 |& G
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    ; |5 ~: p" I+ {& z
  125. {     
    & @- |/ U  [+ b, p0 i
  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)        4 a+ o6 X4 N' P. }) `: I
  127.        {              
    3 o4 {* }: A: O- J4 {
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期
    2 V- M2 ^; B- a4 e
  129.               {4 |) [; y' x# M3 P+ }0 V
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时; ^8 C$ J- m$ v4 u
  131.               }/ h6 O, S3 F7 ]( n* c
  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   2 H  K: B' o  o' }2 s
  133.        }; r% U5 i0 W* _2 g
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时& ?0 K( I! ]; Y& b' J
  135. }
    7 ~7 `3 W: k/ z' R
  136. " [" V, i: w( a6 z0 m) u
  137. #else  //不用ucos时1 \+ V& N  n5 p- h$ D, W* E8 n2 p
  138. //延时nus
    5 _* a4 Z  B3 x
  139. //nus为要延时的us数.% {+ i" R# g1 h* P/ ^6 A, D
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    0 |! F+ q% d! F
  141. void delay_us(uint32_t nus)
    6 G! U6 p. [- S' f
  142. {            ) P$ ^" V; j5 E& R( X1 `) P
  143.        uint32_tticks;* O% R+ B6 C8 r5 {- ^
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    ! m; o, J! `+ G9 `
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    7 U5 a. R( n* W
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数5 {8 x9 B+ A( N# \$ T+ E
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值* G% T7 E( O4 i! T, l+ t
  148.        while(1)9 B# P1 l1 ]1 `+ O8 c
  149.        {3 {5 S2 u! F1 K+ r- Z
  150.               tnow=SysTick->VAL;  
    6 \/ m  `9 S) c' ^$ }
  151.               if(tnow!=told)  ~* R" l& y# T% N% i0 V7 D
  152.               {         
    " x# J9 P7 L% H3 d" N
  153.                      if(tnow<told)3 n1 p5 B, t4 [# g; }2 @2 Y* T
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    4 h; H9 S# q+ l0 G
  155.                      else6 H: b& A/ h5 R. D+ U/ P/ r
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   ) Z- H3 U$ H0 s1 d5 W
  157.                      told=tnow;" ~6 M! w; Y! S1 d
  158.                      if(tcnt>=ticks)
    + d2 J( c' F, f5 \0 B% w
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.- n% z& i) h+ f
  160.               } * l% K- m- p' T  y+ G9 X& T. [
  161.        };
    & O" d2 s, s. g; F
  162. }, O6 i) Z/ `- H6 N
  163. //延时nms5 b$ L7 W; N8 g% u6 x
  164. //nms:要延时的ms数
    , n9 ^  a' B( k3 u0 G
  165. void delay_ms(uint16_t nms)
    + E4 X& w: i5 T  H# m, i
  166. {
    ( c$ o5 b( Q/ N; y9 E" L
  167.        uint32_ti;* D" c3 F8 \, N* g9 s! \3 j
  168.        for(i=0;i<nms;i++)# Y3 f6 L  L# ^( y' Q1 o
  169.        {     # C7 X: r2 s2 {/ F% Y1 h
  170.               delay_us(1000);
    4 ]. v! z& Y* J9 Q$ S: W9 z
  171.        }0 f7 g: r3 T: F/ E6 d
  172. }0 L- g2 N0 ?9 g1 l1 _) e
  173. #endif
复制代码

5 p# A- N3 M  b  s2 M$ b( Z
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
: Z$ Y7 [# l! g% ^, Y

5 A3 r1 V) X+ P5 G. C& r
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。
  K8 G5 B& O6 U* v( R
  ~7 @. V) M6 v" F( X  }$ D1 `+ u6 d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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