前言
    测试代码的运行时间的两种方法：
" {: y9 u. S6 a" Q% R
: y' E5 n, ~# C* X/ {
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。
: D) p" ]5 i5 j0 \
% {, [; T: X: m
+ Q9 ?1 Q# e  b8 [借助示波器的方法是：在待测程序段的开始阶段使单片机的一个GPIO输出高电平，在待测程序段的结尾阶段再令这个GPIO输出低电平。用示波器通过检查高电平的时间长度，就知道了这段代码的运行时间。显然，借助于示波器的方法更为简便。

4 D1 c& f. J1 I' g8 B( q  y
- ~( Y2 t5 y$ i' i( q借助示波器方法的实例
! G; {2 X4 t1 L$ e4 a5 `    Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：

1. <font face="微软雅黑" size="3">#include "systick.h"
   
2. 
   + p$ @; W+ m2 N$ \( D* o
3. /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   2 H5 e, H# |* C. L" f- L
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   3 y6 M: u$ K2 p# A' g1 T; _2 v
5. * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   ' b- |1 N1 u0 q) O
6. */
   5 }5 |# k4 O9 x, n8 a
7. 
   . J. r2 G0 A9 C0 y) m
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   
10. 
    
11. /**
    , \. E* Q- |- s
12.   * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG
    + i% @2 |0 Q3 W* y( g& L* l
13.   * @param  无
    6 t5 T+ f/ A6 ?7 S! K" h
14.   * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
    
15.   */
    * l* M. f' L/ ^' d
16. static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void)
    
17. {
    
18.     if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)
    + o/ C- N7 H% R
19.     {
    3 m: {) R, P3 ~6 d4 e9 S+ K+ \. T  j
20.         return SET;
    
21.     }
    2 h! @+ j- G; z- ?- W* X
22.     else
    
23.     {
    
24.         return RESET;
    
25.     }
    ' x* ?3 i1 Z& C+ r) R+ P
26. }
    * X# N6 T5 I2 j
27. 
    . s$ J2 u4 l  ]; y5 V. E& J+ |
28. /**
    
29.   * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick
    ; F4 f% G* s+ X6 P
30.   * @param  无
    4 v/ X8 ?$ \! ~7 W
31.   * @retval 1 = failed, 0 = successful
    5 j4 B9 Z3 I4 A; f+ P0 L: y$ ~
32.   */
    
33. uint32_t SysTick_Init(void)
    
34. {
    8 [' O8 B: s8 G! N- K8 ~) I
35.        /* 设置定时周期为1us  */
    & \- z3 w* ^( m* T# `
36.     if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))
    
37.     {
    
38.         /* Capture error */
    
39.         return (1);
    
40.     }
    , A5 N" V% y6 x: q
41. 
    $ o0 a% V; s! r- u
42.     /* 关闭滴答定时器且禁止中断  */
    ' _0 n& z2 _1 u
43.     SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  
    : Q/ n8 R+ N8 }
44.     return (0);
    $ S+ A3 M8 k& W  H6 H+ Y5 j/ K
45. }
    
46. 
    % O% K9 W: ^4 w# R* @
47. /**
    ; l( r0 K5 m& C8 w: P4 T$ _
48.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
49.   * @param  
    
50.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
51.   * @retval  无
    
52.   */
    
53. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    
54. {     
    
55.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    6 Y2 z  @% R0 \
56.     SysTick->VAL   = 0;  
    
57.     SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     
    
58. 
    * Y1 u5 A6 y( T$ H6 n9 x% q
59.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    0 n3 m  f# H, u
60.     {
    & o5 j7 V- \6 H
61.      /* 等待一个延时单位的结束 */
      I) v$ h9 y) y2 T2 Y5 F
62.      while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);
    7 l. D: `7 }3 H8 ], \
63.     }
    
64. 
    % g* K# y' c4 z- p0 h( w
65.     /* 关闭滴答定时器 */
    
66.     SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    
67. }</font>

复制代码

    检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置：
* c& u4 W3 ^/ j; }& Z7 C; P

1. <font face="微软雅黑" size="3">
   ( B" o2 |) B5 w# y6 Q6 B
2. #ifndef __GPIO_H
   
3. #define    __GPIO_H
   
4. 
   & ^8 G. f; W( P; t0 @" n/ R$ O
5. #include "stm32f10x.h"
   ( l9 ]6 Q* ^3 f% h+ G  k- T
6. 
   9 G9 F: P! P# V0 t& T# b
7. #define     LOW          0
   8 _  S0 f& ]0 ^
8. #define     HIGH         1
   7 ^2 O1 z. {" t+ L
9. 
   
10. /* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
    - F' z  E1 ^) M
11. #define TX(a)                if (a)    \
    
12.                                             GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\
    
13.                                         else        \
    2 U4 o6 P! f; s) |# l! W
14.                                             GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
    , y4 ]6 x% t6 t* s
15. void GPIO_Config(void);
    
16. 
    + I) t  d) K) w3 B2 T* p
17. #endif
    ) \/ }; ]! s( F: f
18. 
    
19. #include "gpio.h"   
    
20. 
    
21. /**
    1 @) }8 [5 `1 W- L
22.   * @brief  初始化GPIO
    
23.   * @param  无
    + o- G) c" ^6 ]0 d8 y1 u. O5 u
24.   * @retval 无
    
25.   */
    
26. void GPIO_Config(void)
    
27. {        
    : m+ V9 ^- n' J8 [
28.         /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    ' V9 L8 b2 ^0 w5 d" v# p; }
29.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    ( \: _/ ?7 C& T# }) o8 X! f( |- W
30. 
    
31.         /*开启LED的外设时钟*/
    
32.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    
33.                                                            
    $ g! I. v. e* j3 H
34.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    
35.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     
    0 \1 k. d1 S1 ^/ O1 v$ y3 I
36.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
37.         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   
    7 ?+ X; h0 ~, T1 t- W9 x
38. }</font>

复制代码

    在main函数中检验Delay_us的执行时间：
7 t4 r. H  d/ Y3 K

1. <font face="微软雅黑" size="3">
   
2. #include "systick.h"
   
3. #include "gpio.h"
   . A& b0 @4 n7 Q7 V2 u4 G
4. 
   
5. /**
   ; h0 ?! n* c. ^1 l
6.   * @brief  主函数
   
7.   * @param  无  
   8 I' H# p* X0 u% Y0 T  T; I
8.   * @retval 无
   # {1 \, ?5 y; g4 h0 E
9.   */
   . [4 Z' W, R, Z! U& U0 X
10. int main(void)
    
11. {   
    # t) Q7 z' Z8 f) Q
12.     GPIO_Config();
    0 i3 X4 t7 `" S5 P* Q
13. 
    
14.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
    
15.     SysTick_Init();
    
16. 
    7 k  G: z2 t% O/ z
17.     for(;;)
    * L, T( w/ X1 t+ m7 g. f7 P
18.     {
    
19.         TX(HIGH);
    
20.         Delay_us(1);
    # u8 p6 H4 y3 t8 `( x% {. W
21.         TX(LOW);
      I  U. E3 k  {) f+ J0 B; G3 l- x
22.         Delay_us(100);
    
23.     }     
    7 l, ^( {6 K; D6 r% [
24. }</font>

复制代码

  示波器的观察结果：



. \5 J" f) {& X; T$ M" D    可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。
# \# \9 A! j3 o. P$ V
2 w% A7 d. i$ |; W
0 k' Q9 Q+ p' U1 D+ s& d    更改一下main函数的延时参数：
- c& K" t. n' E$ B( @, l# f; L

1. <font face="微软雅黑" size="3">
   
2. int main(void)
   
3. {   
   - \! O& ^4 ^0 \/ z+ n5 [( f' q; s1 q6 ^
4.     /* LED 端口初始化 */
   2 V# |6 r# m- X  b1 [  G
5.     GPIO_Config();
   
6. 
   & z- a$ s/ ~) d) E! Z9 ?0 q, p
7.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
   
8.     SysTick_Init();
   
9. 
   / Z: `+ P/ q; v% p, V: Q' P( e
10.     for(;;)
    8 u* C& ?' ^9 m# R% d, n/ l
11.     {
    / l; y2 e5 q9 R9 s5 [
12.         TX(HIGH);
    
13.         Delay_us(10);
    
14.         TX(LOW);
    
15.         Delay_us(100);
    : E. I+ F, m7 d' c
16.     }     
    
17. }</font>

复制代码

    示波器的观察结果：
# x6 |' g* m- E1 j
# e7 t/ I$ D/ W

    可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。
4 }- j, R! [% u# ?; }, [

    结论：此延时函数基本上还是可靠的。

7 V  ?6 D3 {5 B# X$ M3 |3 g
3 Q8 G4 U) G* P& W9 F( p使用定时器方法的实例
7 K% g8 t6 I3 S& X9 }  U, n
3 T# u: ]) Q% r' E
0 H0 v0 A( W( s0 ~    Delay_us函数使用STM32定时器2实现：

1. <font face="微软雅黑" size="3">
   
2. #include "timer.h"
   
3. 
   
4. /* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次
   
5. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   ! I. w  K9 g) d$ m
6. * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次
   
7. */
   
8. 
   ( A0 G4 d7 J! n' x
9. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   % ]& d8 G5 i: g1 k* Y4 l9 R0 U
10. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
    9 A1 ?" [* G' p5 ]; t
11. 
    " t' {# R+ @) x5 G! q: I
12. /**
    ' u, g5 G2 Y0 u) w: S( V9 z
13.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    * R7 S5 r3 h- K
14.   * @param  无
    ; S8 y2 ~& t. z. y9 J* r7 v1 M! A, J3 H
15.   * @retval 无
    
16.   */
      K, y5 H. l4 k, F
17. void TIM2_Init(void)
    
18. {
    1 d7 Z" Z7 k9 N/ _; i/ }
19.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    / i" P2 F; S+ y1 g/ ]
20. 
    
21.     /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    
22.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    9 S. c+ F/ O% g' M3 C# m% a
23.    
    
24.     /* Time base configuration */         
    
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    # R- Q! b5 p9 Z: r" p
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    # }  m9 w! D+ k$ `3 }& S. O& U
27.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
28.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    0 b* [! z1 k/ A8 K. X5 F( ~
29.    
    
30.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    # q. E& a) e' D$ j$ C
31.    
    * `+ [* G8 {+ o. V, ^2 B: w" ^
32.     /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    3 T( P6 [2 I8 Z: c/ V. T
33.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);
    
34.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    ( q/ q4 Z. y6 k0 z+ K: E4 @
35. }
    
36. 
    8 z: V4 s/ Q4 M3 ]4 G# L* D
37. /**
    # R# L2 E5 q6 |: r" }5 X$ M0 }. N
38.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    $ w" R! }  ]+ s- \& [+ r& L
39.   * @param  
    . \  z2 P; C+ w) U* l6 i8 |: `
40.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
41.   * @retval  无
    
42.   */
    * U% ]  n8 X. N  G( n
43. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    ) W- [& S  Q  U, N: m: I
44. {     
    
45.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    
46.     TIM2->CNT   = 0;  
    
47.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    
48. 
    % X; w$ D# E1 c! j! I7 J8 T+ l
49.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    
50.     {
    
51.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    
52.      while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);
    
53.      TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
54.     }
    
55. 
    ! V: {1 j! S/ G7 R' Y6 V% K
56.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    
57. }</font>

复制代码

    在main函数中检验Delay_us的执行时间：

1. <font face="微软雅黑" size="3">
   
2. #include "stm32f10x.h"
   7 n( X9 r: C- n( }, j- i: w1 D$ I
3. #include "Timer_Drive.h"
   
4. #include "gpio.h"
   
5. #include "systick.h"
   8 `( q: K1 P1 ]2 Q
6. 
   # O5 P% p$ F; A( u! P9 ~% d
7. TimingVarTypeDef Time;
   " [) o' l6 N9 V0 S* @, E' b3 v% o
8. 
   ; d) y: v) z4 S; t. a4 a5 J
9. int main(void)
   
10. {   
    . P* ?5 @: r3 y1 t% V9 [; l
11.     TIM2_Init();   
    
12.     SysTick_Init();
    
13.     SysTick_Time_Init(&Time);
    
14.    
    
15.     for(;;)
    ' b6 C0 I3 ~1 u: L( M
16.     {
    
17.         SysTick_Time_Start();
    
18.         Delay_us(1000);
    - N% f4 ]5 X$ i& Y% q
19.         SysTick_Time_Stop();
    7 W/ E3 ~5 x- G/ W8 m8 ~
20.     }     
    : W4 f, D* M+ _7 G7 j
21. }</font>

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 ~& w' {. f) c9 r* M8 V4 N3 \- d1 R
4 h8 J: ~, J. O5 V. D, _7 ~
  s' I7 S- z- S# \* h2 H+ v/ q    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。
! C3 r8 M7 Z/ S( Y

9 O+ s/ D4 f5 N8 [" ?    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。
5 m9 I* W3 ]- ?7 r# J

# m& a' I3 B# h$ w两种方法对比
软件测试方法

: D. Z$ a$ x. y( K# T
1 U; K' {) V3 Y+ N    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。

7 P8 d5 S  t8 R; X
; z" M8 f1 W- w% a. R  w, k9 g# u示波器方法
# F2 R0 F8 W. H  @
# Q# ~- ^9 {. K2 }& r9 }# @/ H; _; H
    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。
' C$ ]& }- y! m" V9 H) N( O3 S