前言
& U+ B9 W$ r' {) N7 N' X# |! P8 \& Z

测试代码的运行时间的两种方法：
: n3 U0 u: m3 Y  c6 S$ a1 L
" e# v, n, ^" D) f* e, K; J/ d
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。
& d5 G" `3 W' D

2、简便。

* G! h7 b5 q4 F
借助示波器方法的实例
3 P* Q( {5 J' M$ w    Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：
5 T, d5 H% @1 ^' P7 i

1. #include "systick.h"
   
2. 
   
3. /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   5 Q" D% |9 f9 o7 X9 J2 S( i: y, p, {
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   3 G8 y$ M2 r' k/ k
5. * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   
6. */
   , E4 P$ T1 |* k6 ]
7. 
   * T( F( ]. M, ~# k7 D  z% ^8 n
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   1 h. j1 ^0 K' [% v  \0 w
10. 
    & X+ j9 Q8 u  m7 O2 o2 z
11. /**
    : `* Y& {/ ]9 Y" @: O
12.   * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG
    
13.   * @param  无
    
14.   * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
    
15.   */
    
16. static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void)
    
17. {
    ( D. ~- x" E% f! a
18.     if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)
    3 U) S" N+ Y  {1 j7 ]+ h
19.     {
    
20.         return SET;
    
21.     }
    * u$ ^! A- f- Q1 q3 @
22.     else
    / x: f3 n" s$ f8 F8 p
23.     {
    
24.         return RESET;
    3 t% p7 T% B+ |) I. E
25.     }
    
26. }
    . U- O! H2 w2 G( e( W& M$ j
27. 
    
28. /**
    
29.   * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick
    
30.   * @param  无
    
31.   * @retval 1 = failed, 0 = successful
    
32.   */
    . e; W8 Y8 p& D! e
33. uint32_t SysTick_Init(void)
    ; g  J8 u4 O& O. r7 q7 D
34. {
    
35.        /* 设置定时周期为1us  */
    7 |4 s* z  v' t0 I5 Q" `
36.     if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))
    ) V& A$ Z. x- z; _; a$ G9 r7 I/ d
37.     {
    8 [6 @9 s* x# N* ~* R
38.         /* Capture error */
    2 m/ C  e. ?. D7 p1 L1 G
39.         return (1);
    
40.     }
      ], p) b1 n: I) k' d
41. 
    
42.     /* 关闭滴答定时器且禁止中断  */
    1 F4 q2 Y( H5 p9 ^
43.     SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  
    ' y3 c( Q8 v; R! _
44.     return (0);
    7 S3 w1 @7 T( P) O
45. }
    
46. 
    . f- u0 N9 }' S2 J: @, Z( t) L) A
47. /**
    
48.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
49.   * @param  
    8 b5 ~+ i' t+ Z) P) i! w
50.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
51.   * @retval  无
    
52.   */
    $ |# O6 H5 D0 E" K. Y7 i- o
53. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    
54. {     
    : M( U- y; z& h  v* b: b, P
55.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    ' R1 X4 r7 {" z4 N( Z. C% q2 W
56.     SysTick->VAL   = 0;  
    
57.     SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     
    
58. 
    , S0 w0 D' F0 f6 X- J  h% f9 _
59.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    
60.     {
    
61.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    9 ^: @) y' G7 {6 \$ R( m
62.      while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);
    
63.     }
    
64. 
    
65.     /* 关闭滴答定时器 */
    - p6 N( n- }7 x1 s- A
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：
7 R+ v+ x( w8 ?' b% v' w, x( Y) |

1. #ifndef __GPIO_H
   
2. #define    __GPIO_H
   
3. 
   
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   , v, V% p9 {/ R: o' ~
6. #define     LOW          0
   " G. _$ |9 A* f" k
7. #define     HIGH         1
   ; \; V3 b7 [1 V& `7 W. v7 T
8. 
   
9. /* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
   5 ~: R6 M! G! L! _4 Y8 O6 i
10. #define TX(a)                if (a)    \
    
11.                                             GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\
    " ^' x1 K9 Q# z' _( h/ g. ^/ u
12.                                         else        \
    
13.                                             GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
    
14. void GPIO_Config(void);
    
15. 
    
16. #endif
    
17. 
    
18. #include "gpio.h"   
    
19. 
    9 M* ^0 p# U6 m. @( K4 n9 f! d
20. /**
    $ Y, Z, @4 H6 a# n/ g& o8 m  ^" \
21.   * @brief  初始化GPIO
    . K; r4 ^- y+ |6 Z4 H0 l' X2 R0 C
22.   * @param  无
    / m# W( P. Q. [
23.   * @retval 无
    
24.   */
    ) j& r$ z) X: W0 M
25. void GPIO_Config(void)
    ' |/ P$ }( Q& X( A$ ^0 M
26. {        
    7 D6 w% V  O' d; `+ ^, G. \9 j
27.         /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    
28.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    * G4 M. h/ F+ p5 t
29. 
    
30.         /*开启LED的外设时钟*/
    ) F  g- A# M2 l% g1 W% B9 M
31.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    2 E  H/ }- X: {3 `* o* s
32.                                                            
    
33.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    
34.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     
    & @# x- t, ?# `1 A% E
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：
! L+ v, ^& C6 x2 M4 C

1. 
     R# [# ^# j- f8 X4 P+ L+ [& S
2. #include "systick.h"
   
3. #include "gpio.h"
   . }9 N* F" @& c7 N5 w
4. 
   0 b+ q. A4 [! i3 Q
5. /**
   
6.   * @brief  主函数
   
7.   * @param  无  
   
8.   * @retval 无
   
9.   */
   3 h0 J8 u% M5 s6 ^$ T4 ^
10. int main(void)
    8 R1 r- W  C% a, b
11. {   
    
12.     GPIO_Config();
    : F- F7 D2 Q9 b( y6 R9 @' _
13. 
    / m& m$ A% F' ~" _7 e0 J' _4 k
14.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
    
15.     SysTick_Init();
    ! d" q9 ~% n/ f) S1 @3 i
16. 
    4 S. U: B* n" M0 L5 A# v0 c. ~
17.     for(;;)
    * G- `% t/ |+ M- H& R
18.     {
    
19.         TX(HIGH);
    
20.         Delay_us(1);
    
21.         TX(LOW);
    
22.         Delay_us(100);
    
23.     }     
    , ^1 p, D+ J) X3 i) Y4 O* q
24. }

复制代码

示波器的观察结果：
% s( _* [! f; h+ ~6 |- b0 p3 S
可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。
; n0 L9 h6 Y* q+ v0 z# F  N! ~
% X) ?: o5 t4 f; \3 b$ v更改一下main函数的延时参数：

1. 
   
2. int main(void)
   
3. {   
   4 j+ n, i3 ~2 ?# L
4.     /* LED 端口初始化 */
   4 H; K! r: ?  c* t& J# l
5.     GPIO_Config();
   
6. 
   % K% K3 d( ^- B+ f
7.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
   
8.     SysTick_Init();
   
9. 
   
10.     for(;;)
    
11.     {
    
12.         TX(HIGH);
    
13.         Delay_us(10);
    
14.         TX(LOW);
    
15.         Delay_us(100);
    
16.     }     
    ! I: }; s$ Q9 _! T3 `
17. }

复制代码

示波器的观察结果：
! D* r' b% t$ g

2 q1 K+ J6 v. N* u: f
; ]: z8 o# u: |    可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。
, D; k1 a) x9 \5 ^
    结论：此延时函数基本上还是可靠的。

2 p/ h+ n5 R; d5 r: c! n3 Y使用定时器方法的实例

4 y" p9 ]) J. Q/ Q2 c% h    Delay_us函数使用STM32定时器2实现：
. j6 n2 H. ]8 h  k- ~0 L( s

1. #include "timer.h"
   7 n1 C$ M* r* w/ E* @1 F
2. 
   
3. /* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次
   
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   
5. * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次
   
6. */
   $ A. y" b6 C. R+ h* A$ h6 i
7. 
   , K, T  _% p: o, O+ d3 n; d% y
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   3 x4 a* Z$ k! m: ]/ `" l8 o
10. 
    
11. /**
    
12.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    
13.   * @param  无
    - o% z; x; ]( a4 W
14.   * @retval 无
    . ~/ Z# X0 I# `( `$ a5 P# n3 {. i
15.   */
    , k7 R4 U9 B' n6 m# h1 c( R3 ~5 J  g- R
16. void TIM2_Init(void)
      c* V( ]1 @4 J( }1 @  Y
17. {
    
18.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    4 S3 U3 Y& X5 ]1 U: H
19. 
    . `" C0 K8 j$ z( C- K* f( k
20.     /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    ( g% l, N* e7 Q# ]! f7 u9 P! p
21.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
22.    
    
23.     /* Time base configuration */         
    
24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    2 H8 x. y: A, f7 F: P
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    ! t0 M9 ^% T, d( }+ x* X6 G) g
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
27.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    8 ]3 ~9 M' A( b, D" h$ P, ^) i
28.    
    7 O* J5 {- x  J, O/ h3 Q1 H. F
29.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    . T$ z" z9 b4 T" V1 V
30.    
    8 }4 N7 z- b9 r/ X6 P# c$ ~
31.     /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    + B8 E: x% o: e: j/ M7 V
32.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);
    
33.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    3 L4 a6 D8 W8 e( z
34. }
    ' E4 [2 d. e7 q6 _0 \' K
35. 
    7 W; p* n  }( d- C
36. /**
    0 ]. x& t, z" Y: J3 b5 S
37.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    3 f) H2 @! x6 x* ?4 h% X
38.   * @param  
    ! _* w$ u! ], ~% y
39.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
40.   * @retval  无
    6 a8 g# Z" o8 ~4 ?8 Z' {
41.   */
    . f( S8 L  U2 U4 D" f3 B6 n
42. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    ' V$ v: T# L7 }7 O5 C
43. {     
    
44.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    ; W& L4 k4 A" N( d0 ]
45.     TIM2->CNT   = 0;  
    + s* C5 T3 g  L) p
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    
47. 
    
48.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    
49.     {
    + Y0 d+ T6 ?& m- J4 a7 [
50.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    
51.      while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);
    % W9 j3 r: ?* D
52.      TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    9 y( v( [3 a4 r* S; p6 N# U
53.     }
    
54. 
    
55.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    0 Q8 A+ T0 J( ^
56. }

复制代码

  在main函数中检验Delay_us的执行时间：

1. 
   4 p5 v. F' `( H7 l1 t2 `  k
2. #include "stm32f10x.h"
   
3. #include "Timer_Drive.h"
   
4. #include "gpio.h"
   8 e% C5 U# p( L
5. #include "systick.h"
   8 K( ]. Z$ g/ [' T- K) ^
6. 
   3 `; Z: e) J) u: `, A
7. TimingVarTypeDef Time;
   
8. 
   - W$ r' o# n4 M8 `  n
9. int main(void)
   , z# z; t* B# k" Z, Q  J
10. {   
    
11.     TIM2_Init();   
    ( T3 L! \$ E: u  x
12.     SysTick_Init();
    
13.     SysTick_Time_Init(&Time);
    
14.    
    
15.     for(;;)
    6 J2 q% z4 r( K$ L: f5 I5 L
16.     {
    . z( l& |& q( I. v. A- J) k
17.         SysTick_Time_Start();
    
18.         Delay_us(1000);
    
19.         SysTick_Time_Stop();
    
20.     }     
    
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。
. Z4 N% W$ A: C! R/ G
& @: w2 E' E) r9 O; [; T& n    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。
2 k" `1 d' {' w  Y
7 {- ~. k% L/ Z两种方法对比
软件测试方法

    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。
" n/ O- y/ @! }0 N0 S
# ]& w& G7 T1 y0 |  w' O8 d示波器方法

    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。


  M) y4 ?2 _4 j7 l/ S' e

5 Y0 [8 N' j7 m# t" ~3 F/ I; v


. h; `% H9 o" v) t( h. S

% ?4 Z' _6 D) M- u2 \3 ]

8 \0 p0 H2 u0 n  \
  H+ G  c- G8 \) F# L! {0 A* k, b2 t