前言
, Y% x* F  e8 ^6 D, a* Z$ r

2 P2 h8 B/ C1 F1 r# ]测试代码的运行时间的两种方法：


: F2 i! w& j, K* V# p8 u8 ?1、使用单片机内部定时器，在待测程序段的开始启动定时器，在待测程序段的结尾关闭定时器。为了测量的准确性，要进行多次测量，并进行平均取值。
: v4 w& k. e7 d
7 ?6 q+ K/ F# ]# `
) D/ ?! d/ K. Z/ T2 W/ ~2、简便。
( d; _/ f7 Q  |$ ?

借助示波器方法的实例
    Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：

1. #include "systick.h"
   
2. 
   2 c* ^7 a' E7 a7 q% X8 F
3. /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   / g6 U, @7 l/ Y; u) C$ C
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   
5. * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   
6. */
   1 a, Z/ u: |$ v1 {5 P8 z
7. 
   
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   
10. 
    # [' e! e9 k" S- C. M  Q
11. /**
    
12.   * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG
    
13.   * @param  无
    5 R: F! L: j; A" R
14.   * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
    
15.   */
    
16. static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void)
    ; n3 h9 @3 Z$ S
17. {
    
18.     if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)
    ! y; J' f4 t4 O4 i
19.     {
    9 ]$ }7 ?9 n+ p5 C1 \: y! A
20.         return SET;
    3 `6 ]$ g9 s; S- I3 r7 ]
21.     }
    6 r. C. h+ u* G6 }, ]
22.     else
    
23.     {
    
24.         return RESET;
    
25.     }
    , b: d* f% R# q0 o' f, j# m
26. }
    6 o+ e- \8 d% [# C% o* I. S
27. 
    5 c$ T- q5 |5 `$ t) j5 J  B$ z
28. /**
    ; O0 v0 G  S+ s
29.   * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick
      F& `* I6 d) s: h/ A( t  N# \/ d
30.   * @param  无
    
31.   * @retval 1 = failed, 0 = successful
    $ x9 Y- g. {$ E+ G8 g0 \
32.   */
    7 m; B5 K: y2 d: ]' K! n
33. uint32_t SysTick_Init(void)
    
34. {
    ) k% O- N) f' |
35.        /* 设置定时周期为1us  */
    # Z5 v3 Q; T4 `: J8 c0 e
36.     if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))
    , S% a: a  k% g/ X; \: `
37.     {
    
38.         /* Capture error */
    
39.         return (1);
    
40.     }
    8 ?" a1 m7 |7 _) d4 X
41. 
    - E  {' W: p; n6 F# }, k7 X
42.     /* 关闭滴答定时器且禁止中断  */
    ' |, w* |! z/ p! p6 z5 e5 h& G
43.     SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  
    4 d- @2 v) `- R# v& y
44.     return (0);
    7 i' ?) E9 p. C9 ^4 F" B
45. }
    
46. 
    
47. /**
    
48.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
49.   * @param  
    , Y- f! D% z- m2 [* W
50.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
51.   * @retval  无
    
52.   */
    2 s3 a3 q$ z: y
53. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    4 ?8 q, f8 i( \5 J& [" [1 o9 k
54. {     
    7 e9 E  r+ ~$ N7 ~% s/ K, q
55.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    ) ~" Z) |  G4 l; d5 l$ m
56.     SysTick->VAL   = 0;  
    
57.     SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     
    ( i7 w+ [3 m  |: n8 r; M6 f
58. 
    ) H2 G: u. G& C5 s( N! e: }
59.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    : I7 K6 e/ ^' s# T4 j
60.     {
    7 f4 m7 P& B' A$ C" v* Z
61.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    
62.      while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);
    . k) R( y! c( A+ @+ L
63.     }
    ( a- ]# P! b; r6 c" {7 s
64. 
    
65.     /* 关闭滴答定时器 */
    
66.     SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    
67. }

复制代码

检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置：

1. #ifndef __GPIO_H
   
2. #define    __GPIO_H
   
3. 
   4 q8 i( u; R; V! S; Z
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   
6. #define     LOW          0
   $ X1 O1 H$ V* `" g1 ]8 p9 m( f
7. #define     HIGH         1
   
8. 
   
9. /* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
   7 ^5 `8 Z3 R  e! D! M
10. #define TX(a)                if (a)    \
    % q# [1 |6 U0 D3 R0 H2 s$ j
11.                                             GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\
    
12.                                         else        \
    # K7 |' _6 N: i2 g: q
13.                                             GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
    # z  `4 f! N" B$ z/ Y+ s. T4 a
14. void GPIO_Config(void);
    7 k- p  p8 _1 Z! X
15. 
    ( p; M; [8 b9 D2 @7 C5 d
16. #endif
    
17. 
    , c8 F( m( n0 ^6 ~+ E! q0 n
18. #include "gpio.h"   
      F; S9 M( d: _  n3 F& M
19. 
    0 t* a3 t8 c3 C1 x5 w
20. /**
    
21.   * @brief  初始化GPIO
    6 z5 w% W2 _2 G+ K& ^, h! s9 N+ s
22.   * @param  无
    
23.   * @retval 无
    
24.   */
    
25. void GPIO_Config(void)
    6 ?% I" n( z4 @+ V& l$ m5 O/ V
26. {        
    
27.         /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    
28.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
29. 
    8 T+ I; B: u3 k8 Q3 h. b! y( G& f7 i
30.         /*开启LED的外设时钟*/
    
31.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    ) k1 ~+ y/ G% j4 D1 ~9 L
32.                                                            
    
33.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    
34.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     
    ' V8 i0 L, q% s9 S8 ^
35.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
36.         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   
    
37. }

复制代码

  在main函数中检验Delay_us的执行时间：

4 _& b& O; F. x

1. 
   3 B6 _' p3 V$ A2 \
2. #include "systick.h"
   4 [" I; X; H: B
3. #include "gpio.h"
   
4. 
   
5. /**
   
6.   * @brief  主函数
   : w+ e* ^) Y& x
7.   * @param  无  
   
8.   * @retval 无
   * e9 V5 L) t& U' `5 Q$ y# l* y
9.   */
   
10. int main(void)
    + H4 [- T8 K' e+ Y0 k( b$ d5 e
11. {   
    
12.     GPIO_Config();
    3 `/ g3 g( d  U/ \' I( z
13. 
    
14.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
    
15.     SysTick_Init();
    
16. 
    2 u  V! b+ C- T3 \5 v4 t" D
17.     for(;;)
    2 c* {( W& L1 `3 H
18.     {
    ) m! r8 ^1 z. f6 R$ t- j
19.         TX(HIGH);
    2 N7 E5 P: i$ C  o( i
20.         Delay_us(1);
    
21.         TX(LOW);
    
22.         Delay_us(100);
    
23.     }     
    $ }" Y3 E. m( B% h( D' w
24. }

复制代码

示波器的观察结果：

+ v! c" _0 }. S! S" T% X可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。
1 \( y# v4 h) p) g1 W
# I9 {7 B2 U1 t! C8 {更改一下main函数的延时参数：

1. 
   
2. int main(void)
   
3. {   
   
4.     /* LED 端口初始化 */
   
5.     GPIO_Config();
   6 P1 j3 ^; \* C- U. B3 B3 M$ G) l
6. 
   2 W' C+ O$ t. a; n. N% y* y- [  X
7.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
   
8.     SysTick_Init();
   
9. 
   0 t4 y8 i0 i2 [
10.     for(;;)
    ; U3 z& I7 k8 J4 `' K
11.     {
    
12.         TX(HIGH);
    8 D6 z; R1 k: ~% g5 u
13.         Delay_us(10);
    & t( k0 S( O/ }! X8 A/ O7 S, Z
14.         TX(LOW);
    
15.         Delay_us(100);
    
16.     }     
    3 Z/ G' A1 h3 Q/ v2 ~5 T$ A$ v
17. }

复制代码

示波器的观察结果：
3 a  J# }- V3 \  D8 |7 J1 R

* `/ F1 F2 {. U) g+ ^
    可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。
/ P! B0 m, [4 ~% C; N2 U  [
    结论：此延时函数基本上还是可靠的。

8 `" T2 u2 S1 u: h5 [! I使用定时器方法的实例

    Delay_us函数使用STM32定时器2实现：

0 f2 S% |" W- O9 D( l

1. #include "timer.h"
   ( c. I' T4 J( O. |
2. 
   
3. /* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次
   
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   1 Q6 S, B1 p. {+ M' E
5. * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次
   # @  m- [' y' L( u& d, H* Y( r
6. */
   0 z  R$ ]9 i' `' K. P4 P
7. 
   
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   
10. 
    
11. /**
    
12.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    0 U* |! T) m. J, d$ u# ]) q
13.   * @param  无
    
14.   * @retval 无
      g& }  i$ L( m# E
15.   */
    
16. void TIM2_Init(void)
    
17. {
    " b: j0 S( F# z
18.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    $ _' g* |( g+ z" _( U
19. 
    
20.     /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    
21.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    ! _# p6 |+ p6 e# e  G4 j
22.    
    
23.     /* Time base configuration */         
    
24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    ! _9 A; F7 g2 z8 J, {: H# Z" n
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
27.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
28.    
    , G$ \; z  ]# Q7 w6 V. C( d* W
29.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    
30.    
    
31.     /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    8 l$ x; u7 e, [1 l0 J8 x" F
32.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);
    , f" y" X" Q' ?4 u% F8 Z
33.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    ( e5 V6 q, U: K' T' o. f7 R7 z
34. }
    
35. 
    
36. /**
    7 p& K9 _' U0 T9 K+ h8 ]& k9 f
37.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
38.   * @param  
    " P1 X/ h  E. q2 ]
39.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
40.   * @retval  无
    
41.   */
    
42. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    
43. {     
    
44.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    8 c0 A. `, Q" _  u
45.     TIM2->CNT   = 0;  
    
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    ! ~' I* K7 d! H/ S4 N% I
47. 
    & p: M. ~9 |) w" R7 d
48.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    6 ~# P/ Z+ F8 i. P
49.     {
    
50.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    
51.      while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);
    
52.      TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    ' |( b1 o9 C6 Z5 Z& P+ G* p+ F
53.     }
    $ c& Q" c! w- p# s2 _
54. 
    0 |, e, A, ?/ K! M
55.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    
56. }

复制代码

  在main函数中检验Delay_us的执行时间：
; [7 G1 [+ Q: S' x) w

1. 
   9 i. u: w+ ?8 Y+ N0 P. ^
2. #include "stm32f10x.h"
   
3. #include "Timer_Drive.h"
   7 q3 ~7 S1 @+ G7 {6 f
4. #include "gpio.h"
   & @6 Q+ m7 M: A( j& |( a& K: H/ n
5. #include "systick.h"
   $ l' C- [3 L! A
6. 
   : z. S2 |* n9 B& g( N/ I
7. TimingVarTypeDef Time;
   
8. 
   
9. int main(void)
   $ t2 D, Y5 L6 c, D; h8 y, L
10. {   
    ) y( C& \9 m* E( |* v1 l
11.     TIM2_Init();   
    
12.     SysTick_Init();
    4 u6 j! c7 B3 D8 l7 U2 u5 N
13.     SysTick_Time_Init(&Time);
    
14.    
    + ?5 b( P/ ?* B. r
15.     for(;;)
    
16.     {
    
17.         SysTick_Time_Start();
    5 x. q9 `- k, v) {; _2 ?7 F8 _$ v
18.         Delay_us(1000);
    
19.         SysTick_Time_Stop();
    
20.     }     
    & ^2 T' {" C5 w2 X- z3 l" e
21. }

复制代码

怎么去看检测结果呢？用调试的办法，打开调试界面后，将Time变量添加到Watch一栏中。然后全速运行程序，既可以看到Time中保存变量的变化情况，其中TimeWidthAvrage就是最终的结果。

    可以看到TimeWidthAvrage的值等于0x119B8,十进制数对应72120，滴答定时器的一个滴答为1/72M（s），所以Delay_us(1000)的执行时间就是72120*1/72M (s) = 0.001001s，也就是1ms。验证成功。

' \! S6 H  j& x+ r! ]    备注：定时器方法输出检测结果有待改善，你可以把得到的TimeWidthAvrage转换成时间（以us、ms、s）为单位，然后通过串口打印出来，不过这部分工作对于经常使用调试的人员来说也可有可无。

两种方法对比
' i8 \9 e% ~* r% M2 m3 i# m5 _6 V软件测试方法
) s. k3 _6 O1 F9 s
  `  A4 _$ D/ ^3 p$ \    操作起来复杂，由于在原代码基础上增加了测试代码，可能会影响到原代码的工作，测试可靠性相对较低。由于使用32位的变量保存systick的计数次数，计时的最大长度可以达到2^32/72M = 59.65 s。

' J4 h- i3 A$ x2 b示波器方法

" b8 y" Z0 G$ D" Q( Z. v( k4 S    操作简单，在原代码基础上几乎没有增加代码，测试可靠性很高。由于示波器的显示能力有限，超过1s以上的程序段，计时效果不是很理想。但是，通常的单片机程序实时性要求很高，一般不会出现程序段时间超过秒级的情况。
# n) i7 v2 {- b  @1 p  p
+ b" t# V# W0 P* d/ T


/ h8 S1 k  [; K  n/ G
4 u1 ~, f- m1 C
; d- C% M8 t! w& f6 e
4 e6 u+ z( v1 G+ K) v
+ E& M' V5 ~# S% S# \% P* u


4 Z+ h- {/ g6 p% f