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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
+ I2 L! f$ i4 a+ O  ^/ k/ G/ n- v3 I

9 D. G" }+ R+ M, v% a( o
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 B7 d" r* @
  2. void delay_us(u16 time), z7 s  G- V" }9 k
  3. {   
    ( R9 z5 U5 u7 }* l
  4.    u16 i=0;
    1 N  G3 [0 k, c1 E- R# z
  5. / s$ I& s0 O# g) t6 a9 y
  6.    while(time--). o( v& n* T8 l6 t; V/ Z
  7.    {  X( R$ x9 E" Z& r, g8 l
  8.       i=10; //自己定义' Y  s, h* ~8 v' |) d* W
  9.       while(i--) ;   
    - L' L6 t* z( F( o: \- l1 b3 _& k
  10.    }
    9 g2 \# I# K# f2 d) M
  11. }
    : E2 p3 s! y2 b6 l" ^

  12.   }* R) ~2 }& P% J
  13. //毫秒级的延时
    & j% B& j' ~  a. l2 c* ~( ~/ r: r
  14. void delay_ms(u16 time)  ^% r# P% \( I( Q. P0 i0 y
  15. {   ; c$ c  c8 n5 _1 B
  16.    u16 i=0;
    - Z2 }1 U* m$ B

  17. ' y- T1 `4 y- Y# B
  18.    while(time--): W7 c9 D( A' O9 g+ ^0 i
  19.    {
    / }- d1 f! J) N9 R3 A% T4 ~
  20.       i=12000; //自己定义3 Y8 \  `/ K3 g8 H
  21.       while(i--) ;   
    % v  h, V. k( b
  22.    }( H$ l8 l* g" I- O& L1 a) z
  23. }
复制代码

& A8 Z8 U( ?% ]# @" `
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6 W+ x: L6 O; p4 z

  2. 4 ~1 L+ X; ~8 J! s
  3. //延时n_ms  O" `  q7 A2 m* {' B
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)
    * h$ B, r+ e# R, |
  5. {# Z3 c/ K# ]# p  t- f
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断8 |% x2 M9 z* p+ w7 p7 ]* }
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))
    % C, D+ n+ {5 _% I& T8 M" I1 b# R
  8. {
      P8 K% h9 Z+ R, Y
  9.        while (1);
    ! q7 L4 K# M# ]8 D5 S# a( Q$ A7 u
  10. }+ ^. o" p* g+ s6 n

  11. $ k8 T! _0 E; o, n
  12. time_delay=nms;//读取定时时间) _: B4 @" v1 Q5 T8 m
  13. 4 s6 \6 }2 [0 A! b# K0 w6 \0 I
  14. while(time_delay);2 p; o5 O: A! f, N& N+ y! S
  15. 6 R) W" F4 M0 ?6 w9 P( F8 q  V7 P; J
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    , m6 `: F! a  D5 L9 @
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器  X1 o/ t* }/ L
  18. }
    7 c3 p1 p  j$ Q; Y8 l$ b. B

  19. 5 m. \# t, {! X" j. O7 x
  20. //延时nus
    ( ^# E) P2 s' F* K* ]" o
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)1 n5 K9 `+ J  H
  22. {7 @  o2 t& {& Q; z; U; i
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    4 d$ ~; O9 z) L! L& ?% v
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))
    5 J: o  g: @/ h' W; Z+ S
  25. {
    + @, l) o8 g6 H; p7 s; S9 z
  26.        while (1);
    . C2 `/ g. Q2 W* @6 f( u$ G6 R* e' p
  27. }
    ; L1 ~$ ^0 G# |2 q
  28. $ ~9 d4 k1 Y7 J/ g8 Y4 {0 s$ \; Q8 u
  29. time_delay=nus;//读取定时时间- A4 R: F; V' i4 ?5 G' G# [, @
  30. while(time_delay);
    ' e8 Z' `/ z; W2 F6 v. h8 @
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器$ n2 f; f" @6 V, m% k0 V
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    1 P% I5 \" t; }' f  N
  33. }" e- _: u# w8 U" e2 w
  34. 6 l; p0 K0 b" b/ P, M8 U7 I! m8 R
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时4 n2 P+ n1 E+ w" K, V7 @
  36. void SysTick_Handler(void)
    & n$ k% x4 t4 d. D1 d5 e4 F; Z& d
  37. {, z; c: i6 t1 X" W# t7 t
  38. if(time_delay)/ w. E* w! G, ^1 A0 n9 B; d
  39.         time_delay--;
      g1 g  g0 T* z, o7 r2 ~/ Z9 i* J
  40. }
复制代码

) r9 i* c" @3 e& e
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;3 ]* \: s! M8 d
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms
    ( J: p1 n/ t2 z1 `0 H
  3. /**# {7 T* y2 J; y5 W
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick; s6 K# k7 ^% d$ i) p
  5. * @param   无
    3 ~# \8 u: s# ~4 P$ H. L
  6. * @retval  无
    " J; T; }1 m3 ?) v9 @+ W
  7. */9 W: y5 |/ `, ^! X, Y
  8. void sysTick_init(void)7 K5 J& ^$ B4 @% W" s5 I, G
  9. {0 o9 f" ]! M9 @6 |* c1 ], s+ V
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
    / m, ?* R- C( z) h* X/ ^1 @% D
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次
    . }2 B! N+ T; g  @) ~# b" L) p
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    - N$ C+ B: ^' q2 j: p; `  _$ }
  13.         */
    9 w1 X+ Q; p8 h9 v$ a0 ?
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本1 z, N4 Q/ Z. Y! v4 R3 w
  15.        {2 H( F' o7 m& P; O( C; n: [
  16.               /*Capture error */; o- p- F' x6 ~# @2 ]" \8 G2 V
  17.               while(1);
    7 J( r% `" |) V, E, D. B
  18.        }& x: x& |' A2 H; ]
  19.        //关闭滴答定时器
    3 |1 C3 M/ y& u6 D
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    ( t- ?) A+ z& s' r
  21. }
    , q& _+ ]  X6 s. @
  22. . R+ w) P& {8 V7 n
  23. /**0 ~- K/ z7 e" L$ p# e, R' ^# u
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位" l" c9 i( C- B# G+ B7 W; G! Q
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us9 s8 t! k* r2 s/ B6 i/ }$ b9 D3 e
  26. * @retval   无
    ! ]+ |$ P. ?6 D2 _: B# f9 M  b
  27. */
    ' {( c) A4 ^* O. F$ m
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)
    - ?. ~( S3 |9 E7 M& q
  29. {
    & c! D2 ~; V1 H" l5 n
  30.        TimingDelay= nTime;      
    * y, F. Q: w$ r0 N1 }. q
  31.        //使能滴答定时器 + B' T9 r( o0 t/ T: q1 H  G6 J% u
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;7 n1 }* q& e7 F' |0 j2 J

  33. 5 J+ H9 M) }  j, X+ g! k$ ^
  34.        while(TimingDelay!= 0);# z+ \8 B0 o' q) w% @
  35. }
    & ~! p6 J  y' P9 _
  36. 1 P+ X3 \+ w3 `/ E6 D
  37. /**  r1 f8 ]9 Z0 A# ^/ j
  38. * @brief      获取节拍程序
    : `3 w) ~" k! H
  39. * @param      无
    * d# c' h* e# w" b  B7 ]
  40. * @retval     无
    : _$ a5 J6 x2 z; c
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用
    0 O, U$ x' i$ r' n& Z
  42. */
    ' _/ @5 S7 _9 H$ X5 ^/ r2 g* {. \
  43. void TimingDelay_Decrement(void)
    8 J8 v& h# @, F; a& N
  44. {
    ! g, M9 o& P) x! s6 `
  45.        if(TimingDelay != 0x00)# Y3 {, |0 H7 I9 w- T5 y
  46.        {
    , ?' t7 b1 Y$ M, s  V8 E: [0 u
  47.               TimingDelay--;
    / O# Z7 {8 o8 U
  48.        }( f- _% p2 r- o3 J% H. K
  49. }
    & }$ u6 ]$ F' q7 ]$ s. \
  50. /**
    " F% y( O' v; ^- F; f& G! P
  51. ) M8 ^1 o* u, ~8 u  s
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.  u2 O0 }2 p) @3 ^
  53. * @param  None
    9 k3 V" a/ x- [4 q4 C1 @( K
  54. * @retval None) }: m! _4 y1 h4 |) F' G! P! e
  55. */. n- \# @$ P: u
  56. void SysTick_Handler(void)# L- a8 I, z/ z6 `4 g7 L* M
  57. {5 c# [/ q7 t" m- I
  58.        TimingDelay_Decrement();   
    / }2 R& g, w# l/ Y
  59. }
复制代码
: @5 d0 t" k; W2 l" K
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                 
    . H! |$ I) Z+ ?' }$ B/ w
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数6 D2 \' E2 H3 Z% x
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/83 ]. R1 f! E, w% N- ]' y
  4. //SYSCLK:系统时钟
    , l/ K% u, f1 }, ?
  5. /**9 ?! r  L8 q& }
  6. * @brief  初始化延迟函数% B: i  X4 R# P/ M
  7. * @param  None' x8 j1 g+ ~: ]; d; K' U
  8. * @retval None! e: A' j# y7 r( \
  9. */% Z1 h: n# h. i' ^$ O) r7 |
  10. void sysTick_init()
    & w* i+ a7 z  w  g$ R
  11. {
    9 n) N+ q/ O9 j
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/83 Z& `! o' |' ]$ a
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8
    % u2 [9 k! Y  `% S7 a
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8
    & v, ^- a& B0 N: ~5 r* H
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  
    * x3 l# Z. I5 m/ w2 D
  16. }                                                         
    4 v# c6 D: }6 r0 g# S0 |
  17.       9 d) \9 }8 J# t! W' D9 f* e5 e
  18. /**, I4 D- t2 ?: P' y$ r! t% K9 j: i
  19. * @brief  延时nus
    ; [; _& n+ @" {( _
  20. * @param  nus为要延时的us数.0 |+ `& _: t" i( B3 j3 d0 R
  21. * @retval None; l6 B6 w. v. u; j
  22. */  X- C: z% U9 ]% w* q
  23. void delay_us(u32 nus)* c' t" c3 n/ w) j
  24. {            
    ) i: [2 m* I+ g6 E% E9 C* \
  25.        u32temp;               ! Y4 m0 z- U6 r& ]1 Z
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              # F$ e1 p; _) r) a4 A
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器6 j0 t. w( U( v1 R
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   % o, f8 g- u( x9 w6 h. E
  29. - i, a. J1 R0 k9 s
  30.        do
    2 \% e  C" a" w" D4 B' K' `  W$ g( g
  31.        {8 _* \2 h/ o1 |3 j+ T$ @# J
  32.               temp=SysTick->CTRL;- l' l6 E, w" P$ G# W
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    7 I% Z2 T0 c" G8 p$ |3 |
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器2 g% v( j6 S2 V1 A  L
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器   
    : d  H9 ?* `9 A- x' U+ l
  36. }
    ( h( T0 H; V; V4 q3 G5 o

  37. 9 Q# ?" C7 b" A$ [8 G
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:# y% ]8 k* o3 d6 n/ c
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK. T/ X6 F# P" ^9 F6 y
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
    " I% i3 t+ ?7 q! K' ]2 ^0 Z; s, h
  41. //对72M条件下,nms<=1864
    2 N7 M& O! v4 [  K
  42. /**# G/ m, p$ f# ]  d3 l4 t$ k
  43. * @brief  延时nms1 W9 U9 z: G* K  `
  44. * @param  nms为要延时的nms数.
    4 X  A6 {$ u2 ?  c& {
  45. * @retval None2 n- y% }2 [6 R' [5 a- k0 t
  46. */8 n0 P6 B4 l" q( W+ ^' B
  47. void delay_ms(u16 nms)( Y. p( f2 R" n  x
  48. {                          
    # w; f3 R$ w! s4 o' ^
  49.        u32temp;            
    3 s3 ?" W) _6 x' k
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit), ]4 d% q4 S6 F0 E2 i# T* D5 e
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器+ _( C/ K/ v# Z. w8 v
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数 7 J' f$ i& ~; H
  53. ! z8 H5 v/ W: V3 K; `1 e
  54.        do( l$ `1 A" H  L8 F6 X5 N
  55.        {
    . P- b% M" S) p( U" c6 ?; i
  56.               temp=SysTick->CTRL;
    3 H% [7 S& q' ?. X8 Q, l' G
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    , B8 V) {& f0 s7 U+ g5 S+ f
  58. + P# Z4 H' F; J% T9 u+ U
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器& o% C1 Q2 m. h# X% G2 k8 \
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              / o. O! E, _2 W. u
  61. }
复制代码

5 U$ B, f5 D& ~" T( w& w3 }9 o  t5 R; q4 F' r% @
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。

; A1 Q8 E8 }7 M' V# c
3 RTOS延时
# z; c9 Z5 g1 }" {3 Q; 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*********************************************************************/
    ! I: X9 n7 V! I  E3 \4 B+ c

  2. 6 H4 C% y' T5 B2 P, U  {8 n
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h"
    * v  T; |# P% x; K8 `' m- v
  4. / l7 K; x  X' l( c3 V; q; \
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS# X: k$ X! U# L; ?5 c+ e# c+ {
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.% N, ]( E  z; z& A2 n
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS2 [- u" e  c6 Z& a" q6 J2 _  B
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用
    + b0 p) k$ w# E0 J- t% ]7 O$ F
  9. #endif
    0 E1 w# L# @9 y3 }! I. }% }

  10. # ]; }; t2 u/ O9 Y1 A$ M
  11. //********************************************************************************
    8 X9 Z! o: _: T
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数
    . c7 @; ^( n, d( z* P2 o% v

  13. ( M8 s) V% v; [0 t& X2 }% ^
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      
    ) f; j5 r6 l9 a6 W5 ^
  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% C9 k. b/ T& f
  16. #endif9 e! J- M) |7 m0 p2 U  a- X
  17. ! R/ u; ^; y: P+ |+ D  P
  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).
    ; a  q% ~, o/ Z2 V% H
  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- C7 c9 V0 J( h( x3 w, k
  20. //首先是3个宏定义:
    5 o: i) w% Z3 A+ n  z& K: ?
  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: r/ D4 n) f- h. q; j
  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 l0 z' \2 |# q5 i3 W2 w: s# [
  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
    1 t9 z0 n: ^0 Y( Z( u, X7 ^! c
  24. //然后是3个函数:2 B3 _- S" U+ W/ a, P1 R
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度3 [5 L! Z; t7 A4 ?* D, b
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
    9 d0 u0 o% g' A/ E
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    3 K0 q# D. A7 j0 u: q; x
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植
    0 A3 N9 X. ~2 k. G: N: `
  29. //支持RT-Thread8 P; A3 E& W1 ~% [4 W: D7 w

  30. 3 Q4 u- C% y2 o: K6 O4 m; O
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;
    . A0 ?( `' \) {. F) q  u
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1! k7 B, J3 B% }( ]! {0 t, J+ |

  33. 5 r  k4 }  M: g
  34. uint8_t OSRunning=0;1 h: Y* Z8 p- b2 u0 w3 e
  35. . J* }9 y: `9 ~9 f& s# k
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   
      Q- F( s1 m; h& z% s) g, F
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行7 I" k+ y  r# ?3 v
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数: O/ P: o5 m) \7 Z: Q
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数- w" W6 K- j; I9 E
  40. #endif! z. d/ w- ]7 h3 ?
  41. 9 W7 l$ k+ j  h2 s2 t8 o5 G, u4 x
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
    / ?* Z+ ~' R$ {/ j
  43. void delay_osschedlock(void)
    $ U% i: w" w! ~' J
  44. {1 {0 [% M7 R- A  L5 ?4 u
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
      @; ~4 o. K3 `% S+ l
  46.         rt_enter_critical();0 k6 j( e! h$ C5 U4 O7 z
  47. #endif  3 B- n. ]2 K1 e  X3 n
  48. }
    8 e, y1 G; x4 D
  49. ( n- [2 H2 {. l: \8 a
  50. //us级延时时,恢复任务调度
    9 x5 @) U3 L! R8 V+ `! I
  51. void delay_osschedunlock(void)5 h( O& _! U$ n8 s; E1 O
  52. {     * V6 P) F7 i# h, k1 a' L. E7 X! t
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    / K0 i0 C2 c; x
  54.          rt_exit_critical();
    : @. |# w& ^2 s. T3 {( w4 Q- }) Z
  55. #endif  
    1 Y4 X; f: \: S" e
  56. }3 d+ V$ S/ c: F* a6 x3 ]3 b! q7 z, Q
  57. //调用OS自带的延时函数延时
    - `/ `- s4 }% V& |4 Y
  58. //ticks:延时的节拍数
    $ ?& k  b  D+ k* v
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)# }! j( m6 {+ o, i* U, c' z$ T8 p  W
  60. {
    * K2 R2 L1 ?# x/ q* M
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX& u/ [" y1 @' n
  62.          rt_thread_delay(ticks);: |9 ?6 ^" x4 h1 Q6 _
  63. #endif    $ V% C) E: e7 F7 l, r
  64. }4 ?; f' o# b5 g. X( e) R8 T
  65. #endif
    0 z0 e/ W$ ^3 ?' I
  66.    ! ?7 F4 c# e. G$ m: y! A4 X" v. w
  67. //初始化延迟函数
    ) K: `- ]4 i5 {7 n
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍' S* l! J% p+ f' Z3 u: f
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    % R- i9 t0 O: z. i% E# ]6 u3 i
  70. //SYSCLK:系统时钟频率
    7 U" \& _8 V* A1 [/ n
  71. void delay_init()
    : u+ G  p7 J2 H% x6 v4 p7 R
  72. {" D! O$ |. N, ~! ~
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.* o) R6 _: @  J( ~0 p
  74.        uint32_treload;
    1 A+ ^" M# H1 M7 e$ w
  75. #endif1 @2 S+ o* |6 [9 E5 L; P  \
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/8
    5 I7 C; D. C! \( @% s
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 2 {( p! C' x; e% s8 v
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS.
    % |) b- S5 ~- Y) r; B/ d+ _
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              / d0 _, C* L, Q3 W2 M6 a
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间& Q* e' e$ k( I; ], l

  81. ! o7 R: i8 G! N) y
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    5 K) D% y. F; s
  83. 9 c/ i! d; H5 w
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位       , ]! n/ l! M3 I1 z" K
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    $ o# a7 h4 P* o
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
    2 b) f' P- c7 o; a/ R6 H2 |( H
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK
    * b; F" T; d; v/ c( p5 g
  88. #endif
    * I, ?$ j9 K. q  T; V4 H4 {
  89. }                                                         
    / U- B( e4 W, |& o

  90. ! B) }( l# o; H6 o" z. Z
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.* w/ k; U- C- ?3 M) X
  92. //延时nus1 A6 V$ P! p0 Z8 h/ b& U
  93. //nus:要延时的us数.    1 e: D5 o" G3 a& I7 X
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 
    : u' L+ `9 [$ i6 h4 F6 i
  95. void delay_us(uint32_t nus)6 s) V/ P9 A" ~4 c, m& Q2 m
  96. {            
    . J5 c2 x6 u" W* u
  97.        uint32_tticks;
    + L/ ^9 F$ t; [2 F
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    . ]+ A/ _7 H. k- ?
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    3 O  }/ G: I2 k# ]' c7 q4 u9 X* P
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数: f! y2 ~$ Z2 @8 w
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时
    2 e% `  |, W. S9 O6 W
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    5 p7 t7 e/ D! w  g

  103. 2 }) H2 e0 ~5 ^+ A, [4 I- V. C" }) C
  104.        while(1). [" k8 j) A7 j/ p' O! B
  105.        {
    ) m6 S  H: q: q* e0 I- h6 r6 V
  106.               tnow=SysTick->VAL;  
    - \) K& Y$ @2 e% M7 \4 Z* i7 q
  107.               if(tnow!=told)
    5 D8 t# i2 E+ a; L! O- J
  108.               {         
    4 p4 |& s. @- G9 V
  109.                      if(tnow<told)
    2 R/ x  J# M4 F+ ~4 t! O
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.% c3 I0 T: o( m" i- O9 Z
  111.                      else
      m7 {' K& ~1 Z' j( P* Y
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   7 i9 y1 O% n, M
  113.                      told=tnow;9 s( S4 Y- t8 q
  114.                      if(tcnt>=ticks)- V( K8 @$ `9 ^$ G' n
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.. F8 E# C% H9 H3 ~- T
  116.               }
    / J% |$ |* q2 j, @- q+ I& D+ q5 r
  117.        };
    : ?# J& q) e! R4 w
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           ' J3 W+ i& {. b7 d; r
  119. }
    8 n# K% E! ?# e  @6 L6 t5 n# A

  120. 1 J3 U# `4 l5 K
  121. //延时nms8 S( z% d$ V* Q7 Q" Z
  122. //nms:要延时的ms数
    0 O7 m  p  {: b# |
  123. //nms:0~65535
    ' \3 p6 k' h6 h1 ^+ ~/ y
  124. void delay_ms(uint16_t nms)0 Z1 Z; p' F% W" ], T# q4 }
  125. {     
    * t- k3 |/ p- ?8 t+ u! n' 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)        
    1 z) {3 g0 A( ]4 U9 J* Y% s
  127.        {              
    6 m2 M/ D8 e! Z& b3 b3 O/ B2 Y
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期' }$ Y: y2 ?5 [% a! p5 e& U' ~
  129.               {2 B$ x, G, M! r$ D
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时
    ' K( ^  R% b/ u7 R: s5 C: T. `
  131.               }4 W& A; a. g/ ^( F; r9 T
  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   
    ; C% |5 I8 z- l% d8 \" K. h
  133.        }
      x9 P! O6 p. p
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时
    9 f9 N. o$ h$ L7 g, F
  135. }0 p6 H' V- h  a* Z& J

  136. ) m% L$ B( p- B
  137. #else  //不用ucos时: v, ?& _( S6 `0 L
  138. //延时nus
    + _* \+ p; a' s$ k7 w6 n
  139. //nus为要延时的us数.2 ^. _8 c4 N" `* M8 h
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    ; n, K2 \2 w* v0 x+ f& X
  141. void delay_us(uint32_t nus)$ X7 o: V+ A& C$ m
  142. {            
    , @, e) F) K- p, ?/ \; B1 q
  143.        uint32_tticks;5 ?5 z  ^2 ]4 t; k' E! b8 h
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    - k1 z, `/ E; L5 P5 b4 ?
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    + R6 i5 a8 E/ |+ W; C# C/ D
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    " b) W8 B: p3 ?: R, f" M: y
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    7 C, ~, i7 F6 z, h; `$ a4 s
  148.        while(1)% X$ F! W" C/ M9 g
  149.        {
    7 ~, p% J+ g* s# C$ Q. B& {
  150.               tnow=SysTick->VAL;  5 B# F- I! z2 e. `
  151.               if(tnow!=told)3 O* M8 X. }% g5 x$ H
  152.               {         " X7 i9 V6 P# F
  153.                      if(tnow<told)% C; w( r8 W( W7 K$ P" Q
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
    7 u# p5 l. W/ Z9 F) f$ ?- D
  155.                      else0 D  B! A0 |) b0 c- U# l
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;     A$ |9 E8 R# o1 A9 Y% w
  157.                      told=tnow;
    / Q- V6 _1 z, H1 J4 H) t
  158.                      if(tcnt>=ticks)! X" Z! I( G0 I: w/ @& a- s
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.+ j& q/ y& o! j+ u
  160.               } & r& _) y  p" M' \8 t  e$ |5 a
  161.        };: c! U  w% G( S
  162. }
    1 m9 L; i! |. V: j/ U4 ]8 O. A
  163. //延时nms& u' d3 [" ~' m( ?9 b+ e0 W/ f
  164. //nms:要延时的ms数. T/ c- q# E- Z/ U7 A  U
  165. void delay_ms(uint16_t nms), X3 f2 r- k+ a" Z8 A' d
  166. {
    ' t8 J+ H3 F* Y. Y" P3 q$ M% a
  167.        uint32_ti;
    9 p7 Q- ~# k7 L' h9 m% h3 G. f) j: E
  168.        for(i=0;i<nms;i++)
    $ M- h! D# a4 P2 `# W; d+ x% ?
  169.        {     / r8 ^, U* ]9 W) @
  170.               delay_us(1000);
      i, |/ n( U% H1 d$ U1 }
  171.        }
    $ k# A1 M( v" r6 h& d! U# y$ U) f
  172. }
    ' e2 D( i0 u/ v3 E
  173. #endif
复制代码

- [; G) s9 Y( y3 W1 s+ p
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
# v) M8 v, k" P' s. v) T% t
, ~. T2 j5 j4 S  M. q+ p: u
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。
9 z0 ~7 G' Y3 V! Z" j
# b9 Y* J1 f; W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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