前言
- N5 Q* X$ |0 g
  l+ c" J! {# L9 o. H
测试代码的运行时间的两种方法：
+ @$ W3 ]4 y) z( i* ]" v
7 Y( p  b4 ]" g- Q* |
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。
8 H8 X8 N" r9 c: ?
* m8 E% W/ k# z$ x# x  ?
2、简便。
/ I" D1 f# j8 {/ w* X
6 R7 ?. k% {$ C2 P0 C/ p+ y
借助示波器方法的实例
: l$ P4 d+ W2 q+ |0 ~- e0 ^    Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：

1. #include "systick.h"
   / f! q6 s% Q9 A( k  d9 z& Y
2. 
   / A9 L0 Z$ A! k% n# M
3. /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   9 d' S( q& @& \/ s  l* O- z
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   . J6 P4 {  h) k9 k
5. * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   " c3 R. j' v' I$ S
6. */
   0 x5 x: |4 E9 p8 @5 u- ]
7. 
   8 N4 A; F6 h5 B9 z! Q7 d5 d
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   
10. 
    - d: A1 P: `% Z  T, q
11. /**
    + n% e8 `! b9 R6 J' M& J
12.   * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG
    
13.   * @param  无
    
14.   * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
    5 A/ m0 J" |; I" K
15.   */
    * \- v! k6 ?0 `
16. static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void)
    
17. {
    
18.     if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)
    
19.     {
    
20.         return SET;
    . I" f. N9 F5 ]9 W7 ?) C
21.     }
    / }" K2 y, a: E& B! F
22.     else
    
23.     {
    5 m- }6 ^9 s9 |$ P* a
24.         return RESET;
    " K$ V$ i* D5 V5 S# y# `
25.     }
    
26. }
    
27. 
    
28. /**
    
29.   * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick
    
30.   * @param  无
    ; N) C& }3 q9 @+ f7 a. k' `1 A0 t
31.   * @retval 1 = failed, 0 = successful
    + {0 w( P: `. m7 `6 h0 b
32.   */
    
33. uint32_t SysTick_Init(void)
    ; W- [/ s. ?; C1 {/ J( S6 V0 d
34. {
    
35.        /* 设置定时周期为1us  */
    
36.     if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))
    
37.     {
    * i. L, Y6 y* Q2 H! w
38.         /* Capture error */
    
39.         return (1);
    7 Q& u' R8 O! V5 O  W9 o
40.     }
    
41. 
    
42.     /* 关闭滴答定时器且禁止中断  */
    
43.     SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  
    
44.     return (0);
    
45. }
    
46. 
    & a! j* S- H% A2 C, I3 f/ D
47. /**
    3 Z  j- x  a. p* H, p
48.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    ' n, C& X  X6 [1 U" X0 ]
49.   * @param  
    ! q3 A  K0 k: N) G' @
50.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    ! e7 j. o2 d! s* k
51.   * @retval  无
    . B* B! S' F( `3 S) r" x5 V
52.   */
    
53. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    + C2 W; ^( E' o0 l' t0 M5 Z
54. {     
    # ^# P8 V9 z9 R6 ]
55.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    
56.     SysTick->VAL   = 0;  
    7 M, s- ^& U# t3 H0 h
57.     SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     
    
58. 
    5 A* [/ g1 d% x2 o0 w: t2 l$ v
59.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    3 U/ a' |9 L( j! [( P
60.     {
    " v2 Z% a" X: Z3 U) }* \1 R4 e3 ]
61.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    * L1 f4 B! V& ^$ Y3 a4 j1 R
62.      while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);
    " ^3 s% X% o4 r% v. K
63.     }
    
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
   9 I: _3 i2 ?! N5 q* q2 R  r
3. 
   5 z7 U3 ~$ O) V# c
4. #include "stm32f10x.h"
   0 X. Q# B6 `: O( W5 m9 x
5. 
   % ]; S5 x+ G3 w7 \8 R
6. #define     LOW          0
   : @9 U) \6 V: Y) w
7. #define     HIGH         1
   ( n1 h5 J* Y# h6 K/ q! Z
8. 
   
9. /* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
   
10. #define TX(a)                if (a)    \
    
11.                                             GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\
    6 J1 ^9 M+ t0 x9 r' o
12.                                         else        \
    : T( \: _4 ?. i8 U: P- K: p: ]
13.                                             GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
    7 c" X9 `2 I. n  Q" \2 R, }3 D; J
14. void GPIO_Config(void);
    
15. 
    
16. #endif
    
17. 
    
18. #include "gpio.h"   
    
19. 
    
20. /**
    7 j* W  Z6 z9 v9 n
21.   * @brief  初始化GPIO
    5 ^! }4 S2 `; w3 \! T2 V
22.   * @param  无
    
23.   * @retval 无
    
24.   */
    
25. void GPIO_Config(void)
    0 H+ ?6 A, p3 m
26. {        
    2 k: [# s- N* c5 h: e
27.         /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    1 Q" z& j" ~7 L0 J  G
28.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    & W( U' n0 u& S+ d
29. 
    8 Q* w* M! Z1 I
30.         /*开启LED的外设时钟*/
    2 W& Y5 M' M* r8 _. S/ v+ w: U
31.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    / C- Y- R  U) k  I' {! ?" E
32.                                                            
    
33.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    / r$ c9 z. U/ P5 u9 o9 B* A
34.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     
    7 }- j" y  R9 T$ A
35.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
36.         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   
    1 D% E  G2 {  _7 [2 M$ y4 z9 L
37. }

复制代码

  在main函数中检验Delay_us的执行时间：
5 e) N8 e. ]; a
* k1 {" p  Q& `3 Q0 r

1. 
   # O/ P0 N) o% y
2. #include "systick.h"
   
3. #include "gpio.h"
   3 c' O) U$ D" i" o: `- B' K
4. 
   $ f  f8 o# L9 S/ t2 U% G
5. /**
   
6.   * @brief  主函数
   % W8 t1 q/ [* ^( y- g2 S7 t
7.   * @param  无  
   
8.   * @retval 无
   
9.   */
   2 R7 J- t. K- x. g, u
10. int main(void)
    
11. {   
    ; g4 q) \; v* X0 U5 Q6 g+ R
12.     GPIO_Config();
    4 ~/ q) s+ w/ y% U, r. q4 o; ]6 o
13. 
    
14.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
    
15.     SysTick_Init();
    - p: W$ L- r/ o
16. 
    * b( |: u2 x# J% D6 D# T  v
17.     for(;;)
    * {2 b  G5 I7 j% u
18.     {
    
19.         TX(HIGH);
      P7 Z4 q9 N) F: |
20.         Delay_us(1);
    1 i6 o: \0 ]$ I+ N4 \% n
21.         TX(LOW);
    
22.         Delay_us(100);
    : d1 c: n. j! \) A
23.     }     
    
24. }

复制代码

示波器的观察结果：

可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。

更改一下main函数的延时参数：

1. 
   
2. int main(void)
   7 _0 [; D3 J7 j! c  c: S* r
3. {   
   ; F" T" O# c2 w
4.     /* LED 端口初始化 */
   
5.     GPIO_Config();
   : c3 \8 c6 s" t2 |8 Q. ^/ t* j& j
6. 
   
7.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
   4 d' K6 @4 {- a/ H+ L( k+ t& f
8.     SysTick_Init();
   5 T2 G* N  D9 x% S2 A
9. 
   - h6 P- @1 ~4 f* U
10.     for(;;)
    
11.     {
    / [  l# W1 d$ M- O* E
12.         TX(HIGH);
    & E( P6 |+ Q3 z% b) N
13.         Delay_us(10);
    
14.         TX(LOW);
    9 W8 Q9 h; K3 u  d; }4 M% q  |
15.         Delay_us(100);
    ( s5 l; N$ r4 ]4 o% t# r8 b
16.     }     
    
17. }

复制代码

示波器的观察结果：

/ |  g( W- r5 R$ M    可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。

/ ^5 d: i- E; E    结论：此延时函数基本上还是可靠的。
* N: k, d6 j+ ?) Z( F1 v" Z
" f9 b- j. h+ Z0 V- l4 i% a使用定时器方法的实例
5 K5 l8 q/ j8 [* q' s
9 U& R; r8 s- s; w    Delay_us函数使用STM32定时器2实现：

9 l( ]) x( C1 S( w

1. #include "timer.h"
   
2. 
   - l; A, s$ F) ]" ?
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( P- B1 z3 L3 a
7. 
   
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   * j$ Q2 K1 ]. R4 X& H
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   , E' t# j0 _2 F/ ?
10. 
    
11. /**
    
12.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    / q! w3 ^7 t8 }% B
13.   * @param  无
    
14.   * @retval 无
    
15.   */
    
16. void TIM2_Init(void)
    
17. {
    
18.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    
19. 
    " _* Y* D' _; T' S
20.     /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    2 v0 [9 t2 @, A4 S' z, j& e
21.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
22.    
    ' O" H$ q( D2 R, D( e+ p
23.     /* Time base configuration */         
    
24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    , m  k# y: _* R" E. C; l
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    3 x) k' ~2 }- Q* |% Y1 |6 g1 Y* m2 @7 C
27.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
      W' L! U4 @4 ]9 ~
28.    
    6 J! o+ ~$ m6 C, D3 g' W
29.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    & {* B4 g4 p- ]7 I' h# K9 V& T8 V
30.    
    0 ~3 c# ~7 \# J; M( N
31.     /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    3 I' J- v; \. B% `; s4 o
32.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);
    
33.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
34. }
    4 _4 D( {, m+ U" \4 I2 b) A8 ]
35. 
    3 g- ?$ J1 o* P! L1 f' h, t
36. /**
    
37.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    # s7 l6 a2 Q0 f; S
38.   * @param  
    
39.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
40.   * @retval  无
    
41.   */
    0 f  s: z- q5 {8 O
42. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    . R) F5 K/ S% P- B- f, n
43. {     
    
44.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    
45.     TIM2->CNT   = 0;  
    # S0 A+ V" L2 h* x( I6 `
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    
47. 
    3 N3 {4 z" a2 T
48.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    
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);
    0 d* m& X: U5 i5 [
53.     }
    $ v# ]- p( y. Q, `  n
54. 
    / R% R6 b) J2 A
55.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    ( C' K8 q  |  k! Q! `% g+ _9 v
56. }

复制代码

  在main函数中检验Delay_us的执行时间：

1. 
   4 g; g1 g: k8 H
2. #include "stm32f10x.h"
   
3. #include "Timer_Drive.h"
   
4. #include "gpio.h"
   
5. #include "systick.h"
   
6. 
   3 R! y9 J- f5 V8 f/ r
7. TimingVarTypeDef Time;
   
8. 
   
9. int main(void)
   
10. {   
    
11.     TIM2_Init();   
    7 H7 f5 k$ ^) M& Y% Y9 I
12.     SysTick_Init();
    
13.     SysTick_Time_Init(&Time);
    
14.    
    8 T3 ]7 C# D( S" d* Y6 \
15.     for(;;)
    9 _& H3 M; |! j0 d8 {7 ^4 c! |" A
16.     {
    
17.         SysTick_Time_Start();
    6 G$ Q7 O2 U1 F" R# q, P
18.         Delay_us(1000);
    4 y$ y" \5 w6 H7 h) s4 ]! e) j
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。
9 R5 i4 q& p! ]/ R+ u, R' }
! m' f" y1 m, ^8 Q1 _6 N5 R    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。
+ R5 `! \4 O2 S2 z1 t
    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
软件测试方法
6 i+ O- W2 ~/ Y& n9 f# p; {
0 j; }" H! m" S: t    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。
5 I- f( U, h; I4 s% X( t/ I
3 v& Z  A5 e  Q" @4 l示波器方法

9 H: C7 A* x2 j! T: `    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。
' j( N* N2 L7 c




1 |( H" F" }8 ^7 u' G% F  [7 _0 O6 ~8 {

* R! \+ I7 I  l& |. T( ]% D( {& k
: h% o- ?2 q, Q: P" o  s' Y

& F" J$ a- ]- m+ O: a8 w2 m/ z0 g, s

# \# n4 B6 d+ j- F( G: M