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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

" O7 C  P* ^( ^( E7 k# c6 v  Y2 g% ?; u
/ D; P9 N( Z& V- [. L8 h
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/ L) y. {" a' i2 g9 X! ?: n4 f& k
  2. void delay_us(u16 time)
    & y7 m5 Y7 @/ ~  a" [; s
  3. {   4 o8 s; a6 `6 A6 X
  4.    u16 i=0; 1 v% |9 E! r$ ?! n7 I% z9 I

  5.   I" {% Q% k. c1 w* p
  6.    while(time--)6 H' X' O$ A: {4 A
  7.    {
    1 Y8 c6 K2 B  A" C, ?
  8.       i=10; //自己定义2 @3 N! n% L. l9 [
  9.       while(i--) ;   
    ' e! v; u7 m% J0 o, ]9 P' S6 l5 c
  10.    }
    , Y  }$ U, M0 B3 V% p+ B  S
  11. }* r; f" P, N: }0 z1 B/ }  m8 q

  12. 6 @$ _+ a- \# |/ q) S
  13. //毫秒级的延时
    7 {+ R0 E! L+ f0 \( b( w. l
  14. void delay_ms(u16 time)9 P6 i# R, c/ J0 ]1 v8 M
  15. {   0 S; M6 \6 I$ B  O# f0 z5 ]
  16.    u16 i=0; ( O9 O3 p0 y" x9 ?& t
  17. / c2 O" h: S( K0 Y5 C1 U0 r# q7 M# n
  18.    while(time--)' \1 u9 s, t' a4 A2 C, C' c
  19.    {
    ! Q+ }% k% b; S- O* _6 ?# G
  20.       i=12000; //自己定义
      i+ T7 Y; a" p6 N4 ^5 I: N# x
  21.       while(i--) ;   # F) l8 T# A+ B+ y: U* x
  22.    }; q9 V  Q$ k; W" W3 T4 d( h4 h- |
  23. }
复制代码

6 C% A4 A  q4 O, P0 [
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& K) y& n# G% X2 v! _
  2. : B7 w/ l6 T) m7 c
  3. //延时n_ms) s1 w' J# y2 {' X. I: v' B
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)7 l6 X/ N) K) B# k8 h! S
  5. {
    # i3 Q5 t6 r3 ?9 T8 T8 I/ G
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断9 Q2 K; d+ L! n5 Q, V3 c
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))% @: [! }! N! q
  8. {; ~% B1 T; g9 H! R$ o1 d3 L) R2 ]
  9.        while (1);
    ) D2 J9 h, n, f# a5 X% F
  10. }( i% ^% y$ o* n( @

  11. 0 d1 G" T5 }: p! t3 @
  12. time_delay=nms;//读取定时时间
    4 d- d6 U; Q: B3 P

  13. 9 \! ?( m4 E5 b7 ], P$ h  I
  14. while(time_delay);
    * W, J' E; k4 m# b; l* `

  15. ' l$ S  m2 ^9 S% [3 s2 I
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器* \# ]9 t$ C4 Y: t0 ~0 k
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
      }2 {* |( ^9 x& F
  18. }
      A3 C* T* [) I8 l8 D4 u) j
  19. - w  }# L- W  v6 F
  20. //延时nus5 ?% z4 d0 l8 \" S
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)3 S( C7 @6 x5 w. S0 |
  22. {
    ( U$ j' `% r& y0 g5 Q  V& D
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    - }8 s: |$ ]8 Q& I: E2 F! h9 J
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))
    : S, q; x" J* }) I/ e9 G
  25. {
    9 O- }6 W$ m9 h7 Y, g$ `1 h! f8 e
  26.        while (1);
    0 H0 y/ I7 A& K! y) R
  27. }
    9 M2 s* Y& n4 E% ^% B& ~8 g: |

  28. 7 m) ?2 [  t% I9 C5 B3 [
  29. time_delay=nus;//读取定时时间! c, t* n5 G. g& _* M' o+ V. f! l' X
  30. while(time_delay);% S) J2 [  R: y" T
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器3 ~* q, ~, }$ z( s7 j
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    ; L" P- ?$ O6 p) |8 y
  33. }
    1 M& E  Z5 J, K. ~7 z' q5 `7 m  _

  34. ) c/ L" W3 T* Z7 q# s6 |5 p
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时
    , @( n$ d6 a& y7 z. b( }
  36. void SysTick_Handler(void)
    , @! k. E% Y0 d7 ~; I
  37. {/ a' G  S) [6 {
  38. if(time_delay)9 Y  j1 k: \! c, s% a
  39.         time_delay--;
    1 E, X2 U/ b$ g5 p8 i( b
  40. }
复制代码

; w( K6 F; ]' R7 J- Q2 b: v3 w
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;
    7 z: o: h0 Y, d' ~! L, I
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms& a) E$ C. ~+ f% [8 R# Q
  3. /**+ g+ A9 u( J  W! J
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick
    ) e* x" T7 x' v
  5. * @param   无& O! @6 M  A$ l% {# G* _" D5 l6 z! V
  6. * @retval  无
    5 D& i' s. X' t+ d/ t
  7. */! h, @: X* V+ Q& G5 X3 S
  8. void sysTick_init(void)
    1 i9 k5 R  e7 X8 y" c! q( b2 k
  9. {
    5 W  j7 T+ d/ w3 i3 D
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次+ t" s' n$ i2 n; r& m7 w' y
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次1 c: q2 _; d# C  L, {& q
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次8 {* ?: h+ q0 W0 r. S5 O
  13.         */
    " X& q# m2 K# c1 b
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
    9 f) B+ k! G' H* N6 ^' K
  15.        {
    * ~. |; d+ [2 n
  16.               /*Capture error */1 c/ o; {7 S( S) s5 i, f* A
  17.               while(1);
    " e7 Q9 |, a8 N' C+ y
  18.        }5 a- Q  \5 P% ]- t: u5 W1 E- E
  19.        //关闭滴答定时器
    + D1 M* ~, |9 y6 ~& G
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    7 r# |1 [3 f2 E. l/ T2 A8 v
  21. }
    $ M3 Y; }, T/ b- z6 M9 i+ _, ?$ t$ q

  22. : f9 Y3 R$ X( s9 P4 ?. G
  23. /**  o7 l' i( C: d# v& e
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位- X- D' m, t: n: i4 S. C
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us( K7 V! {7 n+ @" X: g" ]$ V+ v
  26. * @retval   无( r. \5 F; g, Z6 a$ S
  27. *// B- o* h# z/ r# x$ a1 C$ z
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)
    # B+ ^/ M. d+ O* d6 |. F' ]. h
  29. {
    : L4 A7 ^$ n4 @1 k
  30.        TimingDelay= nTime;      / z* {5 l/ }' S: I
  31.        //使能滴答定时器
    9 S0 e* ]5 W' z( R$ p4 P9 p7 P/ X
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;6 m# W. H: B5 Q' s* W0 p9 G
  33. ' q" s/ c+ d! W# D+ c& U: A" X$ H
  34.        while(TimingDelay!= 0);
    # J: H$ y- T2 p6 J
  35. }
    + S4 v1 Q8 d, f, J1 J1 E7 \7 D
  36. % M. H* Z  t% I1 Z) u7 }9 m
  37. /**
    1 ]9 `/ K6 `& }& M  f  X
  38. * @brief      获取节拍程序, o# [5 t% A! F, g$ l7 A2 u! W
  39. * @param      无2 ?& n3 H# u% F* j
  40. * @retval     无2 y; m" Y; p) A) J- @5 t
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用
    : D2 j7 `( k7 o0 b
  42. */
    7 q/ l1 A& V$ n! }& G1 j& B" v* n# F6 q
  43. void TimingDelay_Decrement(void)4 }1 W1 R0 z5 {9 M& E
  44. {
    1 J3 o: ^! Y# R
  45.        if(TimingDelay != 0x00)
    6 w2 g- r0 C  J+ s0 s! l
  46.        {3 R9 p/ t1 X3 Z, o* I0 s8 C
  47.               TimingDelay--;& N/ X% y/ V5 Y4 y" ?
  48.        }
    ! R9 O# ^4 ~& t4 ?! q$ Q  l
  49. }  b6 T0 a" ]- \& c. I
  50. /**+ _, j6 F/ @/ m3 t" F+ R9 c" a
  51. % h$ c# D* n+ [3 z$ q4 P6 b
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    + k2 e2 W" e$ m6 O" ]
  53. * @param  None
    - r0 h* x6 x6 b+ v( ^  k" [. N
  54. * @retval None! c' b) y4 g7 L. o
  55. *// \( E9 r( w8 v; F" |
  56. void SysTick_Handler(void)
    & z5 w% |, b6 n* e* ~
  57. {. X4 e% u( ~4 Z" ~$ D/ M( Y
  58.        TimingDelay_Decrement();    / y: K: f' F8 K7 P" H
  59. }
复制代码
/ m- v( }- F5 x  x1 @
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                 9 A  ]$ R- K+ R
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数2 q, ?8 k# g3 e
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8: D) Q+ P9 t0 D$ b2 }0 o
  4. //SYSCLK:系统时钟; m7 b$ E$ o: a$ H, Q( Q) O( a
  5. /**
    7 x# S% n  j! u+ S1 t4 ?% i7 E- A8 m9 W5 N
  6. * @brief  初始化延迟函数' M" z/ e! A2 d' R( I* v
  7. * @param  None
    $ C: {9 V- `; \# z0 e
  8. * @retval None$ e2 e" ]' V. D$ c
  9. */
    , Q  H; V1 v0 e) G6 i4 E
  10. void sysTick_init()
    - w9 b- R( H# V0 e
  11. {
    ) C3 Y, ^! N- Q  v& A% ~
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8
    7 D3 M4 B# i% @3 |
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8
    % |- ~% H. u$ T7 v! b/ Z! [7 D
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 3 o1 _! }0 d0 O: D& e, u
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  
    + ^. P6 e9 ?+ `# H' r
  16. }                                                          - ]* _% L* s3 i4 L0 j) L( c
  17.       
    2 D+ C2 f0 o6 X* `4 p* K
  18. /**
      j! U0 S9 [; B
  19. * @brief  延时nus
    ) a! L: U- B' c: |7 [
  20. * @param  nus为要延时的us数.
    : q0 v/ N+ S; n# y, S. I- `  j. ^
  21. * @retval None. N( M! k7 E, ?* G: v: i
  22. */
    : b; g0 N3 e. Y- R$ h8 t$ Y& o
  23. void delay_us(u32 nus)
    / |+ l/ g% S* J2 w& R
  24. {            
    ( ~# S6 S" b8 \
  25.        u32temp;               / c3 x& @) }- ~, B% e
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              / R" W2 ?" ]; x$ N, K; ?
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器; ^7 Q: ~; |2 \  L: O# e
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   3 G* Q" d: w, w9 z* y" z

  29. : M5 A& _; F8 `, ^5 d
  30.        do
    0 p  n+ I; e/ G$ h: n
  31.        {
    4 K/ P+ h9 [; u
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    + z& i, M# q5 f8 o
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  7 A7 _1 k4 s" g# @
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
    / r" j! A4 l3 ^; ~
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器    $ s. T  i/ P0 k) Q2 ^. v* [9 T
  36. }2 I% ?3 U1 O& Y% C+ |# ]
  37. 9 B1 n+ Z: s4 D; W
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
    5 m! \* f% ?, j9 z
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
    , o; U6 K* u2 ^+ g2 t
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
    7 k0 j/ C/ W' {9 `& h  Z; @
  41. //对72M条件下,nms<=1864
    8 G& z9 @- r2 d/ A3 x0 d
  42. /**. h1 G0 ?1 t4 o, n5 s
  43. * @brief  延时nms4 ?9 P5 ~' i! a5 w
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    4 ^4 o2 d2 y7 P- ?. B) W
  45. * @retval None* y; k2 w- D2 E$ C6 L# H7 s+ M6 f9 X
  46. */) }) L1 G' X% z
  47. void delay_ms(u16 nms)
    ) _* V0 z, u) z9 _8 j3 Z$ }
  48. {                          
    , d6 e0 _- K) H
  49.        u32temp;             " f5 l7 g( c: T3 r+ w
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    ; R; t( W  M0 X; X+ B4 R( {1 x& j/ Y
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器
    & I) H& g8 L' k  u. `3 ~" z
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数
    / _% b5 m' S9 v- V' v' S

  53.   D( b( |  C+ }6 q% i
  54.        do( f- p  `- [5 \; t# x
  55.        {
    : p0 ]( s3 o0 C: _+ d& O1 r+ M
  56.               temp=SysTick->CTRL;, b6 w6 G. y) B- T, W  [6 @
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    4 W& o# v( T  L; }8 K% _, ~2 r9 l! Z

  58. * d* r  e, v9 a; C! _& x6 F
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
    5 K" g6 t* W" d9 |; J5 D
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              5 d) X; N6 v3 O; d; P% C
  61. }
复制代码
3 k, g" A0 _5 a8 ]: u; Q
$ h" ^, _* q, x4 Z) 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。
3 M6 m9 B: D3 K4 f; N3 f
3 RTOS延时

1 x: M6 Q. K6 L' w1 L2 P
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*********************************************************************/
    ' Z1 w  s/ {% V: i8 |

  2. . q! z7 {' ^- M! O8 O% Q% Z
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"& h* n" K6 e5 W% M' v; @, ~: x# B

  4. + V# b8 G+ z& a* y( P- Z, D' t  e
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS! @8 E" M( e: k7 w) z
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.1 E+ g# p) i+ p# y2 C# ^, ^; J
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS6 x+ O, _. ~1 k
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用9 R# Z. u" d" u4 S' V9 j
  9. #endif, R, n8 S+ d3 t, m0 B) `% z2 T* g
  10. : A5 ^' S* d" m$ r# ?) O, v
  11. //********************************************************************************$ {7 l- Z0 P# Z2 s, F& u
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数6 R* h& B: c  n  t: z
  13. % m1 g/ n; [# N: O" q
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    ( j3 g. [0 v2 k7 t' z5 O/ G. e
  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
    3 `8 D! {5 S. |% w( h0 \) q  X
  16. #endif
    9 H. ]/ e  Y! z( _; q5 c$ n/ r
  17. & D, L: ]. J; F. y! o6 I0 U2 @4 A
  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).
    ' T( t) p& y8 J# L) [" b+ t
  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
    & D% c) C( \1 e- S* E5 e2 f2 a
  20. //首先是3个宏定义:! |; E. w& g& F$ n$ ^6 Z+ ]
  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
    ' S& ~* ^" w, _4 Y# _# }- R4 k# V
  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
    , O( Z4 l, {: P6 G& V2 ]& m. 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
    6 _1 C; n9 D* P
  24. //然后是3个函数:
    $ R/ v- ]; L, o: w* }
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
    * j2 a$ J& b7 K, c
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
    9 [$ l. f, R; d+ \" E6 M
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    / @# p5 J: f" i, ^: Z+ E
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植# [  Q! S3 c; R. {* G8 p9 C! {: C
  29. //支持RT-Thread1 P- A3 P9 {! P" F& N, {  e$ H0 N9 p
  30. - _+ A( T3 ]6 Z3 R$ A" {/ @: I* W
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;
    " ]; Y3 Y' I4 W; H' y  l7 z
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
    # g& \. _3 o" G& N9 b; j5 _, E

  33. * ^; q2 z8 }" K' f
  34. uint8_t OSRunning=0;
    6 p: T! L7 ?4 _7 k7 Z: R  Q
  35. : n& F  f# L0 T. k
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   
    * {0 @" Z$ H8 x, ^8 h
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
    ) F/ g% Y/ p3 Y
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数
    7 b5 H/ a5 [7 h$ ~" a
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    0 d9 U$ G8 u% X0 B: d
  40. #endif
    8 q; i+ |* a- k# C+ a* p
  41. % h9 d: i$ N2 p
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟), [) u5 b! v- l7 W) N5 z
  43. void delay_osschedlock(void)
    - z/ q* t  B8 W  [+ \$ R: f& f9 P
  44. {
    ! `6 a& |8 S+ H( `6 w% k
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    , P. n) Z  U* Y: V6 E
  46.         rt_enter_critical();2 c9 t. d2 t8 C# x5 n
  47. #endif  9 Y% W% P3 z0 X$ j2 o
  48. }
    3 a! \( a* a5 a/ g

  49. ; t% ?- w# W) G
  50. //us级延时时,恢复任务调度: b- M% ^; R9 i% O  O% A
  51. void delay_osschedunlock(void)! `8 J- {( l. H5 f
  52. {     ) ~/ j7 s# r! M7 A4 u( Y
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    % Z( f& |2 n& s+ y* t) @3 U+ m
  54.          rt_exit_critical();, j5 ?- {0 t; c! z* y0 @' S
  55. #endif  
    % ?" s+ U* C! I+ s% }' D
  56. }
    9 m9 m% J5 Q, X
  57. //调用OS自带的延时函数延时; g, P" d8 ]" }. {0 z0 T8 ]# P8 w5 K. S5 I
  58. //ticks:延时的节拍数
    ' }9 t; a! X- e
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)& ?# a& y8 C4 i& E- F1 q1 E6 Q4 e
  60. {8 J; l/ g1 E3 s- e, ^. `9 w2 G
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    / }8 H+ V/ K# H  V
  62.          rt_thread_delay(ticks);+ l$ N: O) i1 r2 j
  63. #endif    6 Q! `, c; s: P, B4 I* E- F; A
  64. }
    ) n* \8 E+ r; D( [' m, g" g# i+ ]' r
  65. #endif
    # p; ~3 ~' J9 ^4 D7 N' r
  66.    & o1 M/ c; W. [! c% y
  67. //初始化延迟函数( d4 W- d7 q( W" W0 M% m# ~1 ~
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
    ! W1 K: F: c6 u2 ~9 \1 X' T
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    1 D  I8 }* V+ ^! y/ g, s, l8 C
  70. //SYSCLK:系统时钟频率
    6 Z; ?3 W" M& G* _4 J( Z
  71. void delay_init()) S! W; G! c4 m5 E
  72. {
    # Z+ M# A  D" J+ y- q" ]5 h9 j; S
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.+ P) k- K- l1 ^& \
  74.        uint32_treload;
    9 k8 D$ e4 a5 i/ [2 r
  75. #endif+ V6 C' z& p& o" M. B; M# F7 _! @- ^
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    , J9 V) m9 W: q
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 " @, D! o) l  I& {, [9 `, Y- H
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS./ A! Z/ S, s5 C! q- ~
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              
    & u! I+ d( G8 s" _$ n
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
    * X0 d# O* l! [2 v1 E
  81. . V$ Y  R5 Z6 M. }1 S3 O
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     4 n5 ^4 Y2 M& t7 F
  83. ) ^+ i% U: n. ^' R
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位      
    $ h7 D# q3 l* T; O6 _
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    $ I4 T+ I) b0 q$ U. T
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
    # R+ K' N9 U/ K1 C6 Q0 C
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK# C1 z* o" W# n; ?! s. |
  88. #endif
    ) k1 w2 H: f6 p! C/ N- e
  89. }                                                          : x# E" n# n0 u! k
  90. 8 o9 `2 }' b, G
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.
      [# B4 G3 Q+ P; v
  92. //延时nus; G* L; P) N. B4 i5 `0 H+ a: n
  93. //nus:要延时的us数.   
    0 \' B5 v* ?( V: o" D' P8 C2 s
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 ! }# v1 `2 M  Q9 J. B* v+ R6 U
  95. void delay_us(uint32_t nus), p4 B" D/ |+ N9 i
  96. {            
      b* J4 }" |3 h  J5 `# A' I
  97.        uint32_tticks;" L  F, a4 N5 }
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    ! z6 ~" A0 C: H( H5 c" K
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    $ `1 ^; g1 n2 G) |5 o# d. n
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    8 ~# B% N7 S5 n, D9 ^  Z3 t
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    - w5 W; j" @' ^% W7 w2 ?( s
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值0 p5 j, i' g' k+ j' k  t
  103. % S& z: s, |/ ~& W' M
  104.        while(1)
    9 v$ w# T% J" j5 z, a
  105.        {+ n  I0 z2 l7 W# e( i; O
  106.               tnow=SysTick->VAL;  
    ! k* L* J6 B% E+ f4 r
  107.               if(tnow!=told)
    + E" J( G. x5 @2 e# B
  108.               {         
    * w# [! W( I( U7 o, B  W& e
  109.                      if(tnow<told); E3 x- T: k* t
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    * t6 ]4 I- g$ u9 u: Q% f/ d+ B
  111.                      else
    , ~1 |9 J! `: R+ D9 G# f
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    . u2 B3 v2 y1 L- g3 B
  113.                      told=tnow;9 V2 ?( `1 Q: ^$ F7 y
  114.                      if(tcnt>=ticks), s0 D$ u- x& ~8 _) \& m& q
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出." H+ |8 q9 o( [# ^7 U% M+ x
  116.               } - f0 x/ r, C) e: }( _
  117.        };' I" M% \$ f0 R( |/ v; q
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           
    . Y$ N& }( n6 G. Z/ Q1 V/ c8 `
  119. }
    ( t( M' w: Q" z2 |

  120. . N+ W6 l5 i; k2 A/ g
  121. //延时nms
    . G% B: p" u" ]
  122. //nms:要延时的ms数
    6 N' n4 d2 G; w5 d0 w; Q
  123. //nms:0~65535
    ( Y7 h5 ?! X7 d; V& ~) L7 e" C
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    4 d9 v- |( r9 b1 a2 F
  125. {     3 p( m, N: w* M& u2 }
  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 B9 |$ \% V3 v
  127.        {              
    4 @9 D! f0 ?; ]
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期/ f# f: X% i+ x9 p5 s
  129.               {! b! u, N" e& F9 ?: x. Q3 w: b
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时4 q+ S$ a9 _- a) D3 s6 {/ W
  131.               }
    / g9 ^: z0 }1 C! i- T1 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   
    ' o) V9 t  N( y: H4 G' N! ]
  133.        }3 h- `- B( [* B
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时0 |  r0 w9 n5 F' E0 D5 y1 a
  135. }. \% i0 K! K3 v

  136. + \+ X8 q" q, P9 X8 q5 N
  137. #else  //不用ucos时
    * _4 T. _  ]/ P  Q, x! P
  138. //延时nus
    ! {7 ?0 S/ o  j3 W2 \  r4 k) p
  139. //nus为要延时的us数.9 O& O# o  ]+ c$ l1 s$ C
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)   
    8 s0 `' Y; X0 Q% a( _
  141. void delay_us(uint32_t nus)8 [& g$ f) F, \  ^! F
  142. {            
    . c- k5 s8 [( S3 x7 p% W4 f
  143.        uint32_tticks;) a) C; W* o1 x* o
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    $ }: {$ a6 Q! K9 b8 Z
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    9 D: J; M$ I- ^& F7 o- g- q& Z
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    7 j6 K( z* W9 ?1 ]1 i) D
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    , R2 Z; r: V. }: T/ B
  148.        while(1)0 E9 Z2 E1 n( r7 }! y% ^$ x
  149.        {3 a: G. G, ^+ k0 Y, s: P/ ]. M0 E
  150.               tnow=SysTick->VAL;  " a! d0 S4 `" o. u
  151.               if(tnow!=told)
    3 t% V2 _3 }8 G. [
  152.               {         7 H+ _' V& X- {$ t0 }
  153.                      if(tnow<told)
    $ y. O! g% T0 [6 t& n
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    ! Z% I- B5 }" V4 h1 |8 {( D
  155.                      else) I) P0 Y. w' X: d: u: P
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   1 G7 V7 k: X+ R$ l. l- Z! Z1 \
  157.                      told=tnow;
    0 s: G9 X% P9 l" ~+ @( v: d
  158.                      if(tcnt>=ticks)
    & W9 a- q; ^) M. G
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.+ x( H; c" Q5 F
  160.               } , e5 S; m& w  l# ]
  161.        };
    + \7 g' _. J- q
  162. }
    6 K0 E# b" \" |8 S
  163. //延时nms
    & @" }1 I% X  d, m1 I  T# p
  164. //nms:要延时的ms数0 {3 n1 i9 M4 _  y+ r
  165. void delay_ms(uint16_t nms)
    5 E( K0 Q. V8 B, |! \) A8 b
  166. {
    2 C8 I1 |% P2 ]: M0 L" T6 \! c. }+ L
  167.        uint32_ti;6 V* L+ b  q) E1 l
  168.        for(i=0;i<nms;i++)
    . u+ u& H& G* y* i4 ^) N# p
  169.        {     ' l* W: n$ l6 ^0 u! `
  170.               delay_us(1000);
    " j7 ^2 C! k. z
  171.        }
    . S, b" b' p# d$ t: T  X
  172. }% T7 q$ r0 h0 ~, l1 o6 R+ L2 t
  173. #endif
复制代码

: J; e4 O  V$ P! g, g0 r
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

, T0 y. c2 r: s* w
, l# ^% f# n" ]# v9 P5 s' d
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。7 K  g: n- L0 R

# g' P! O- x" Q" c( F0 K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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