前言
    测试代码的运行时间的两种方法：

• 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。
• 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。
  

借助示波器方法的实例
3 R( @5 v7 Z& S% |Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：
/ \( e, g* S2 I& {( y( Q% Y

1. #include "systick.h"
   
2. 
   - h0 R2 P; L2 ]
3. /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   : K  k; o3 X8 R3 F1 |: q( @
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   
5. * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   
6. */
   
7. 
   ! W+ L( q" I0 _7 R1 j! ~" f
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   ' v4 t/ M3 x0 h+ h
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   
10. 
    
11. /**
    * d/ j, {5 b0 E& K) N) h7 @& e
12.   * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG
    % z( g. m1 n% V4 B" C5 `
13.   * @param  无
    " y! |* d7 m9 G3 Y7 r
14.   * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
    
15.   */
    
16. static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void)
    $ G# c- f" B; q5 d- _# F1 I0 w6 d$ D
17. {
    
18.     if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)
    
19.     {
    " h( ~9 p8 ^2 j1 V* L( i
20.         return SET;
    1 s  s% n( n& Y8 h* ~6 q% c
21.     }
    : l; C0 `7 l! Q& W1 t. m% |$ j, x
22.     else
    
23.     {
    
24.         return RESET;
    0 R% B# |+ @$ [
25.     }
    
26. }
    
27. 
    % N& [0 }" G% g
28. /**
    ; a! C4 F: k2 m! M7 X3 ?# }
29.   * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick
    
30.   * @param  无
    
31.   * @retval 1 = failed, 0 = successful
    6 a; m( V/ x* \0 B! A& c
32.   */
    
33. uint32_t SysTick_Init(void)
    
34. {
    
35.        /* 设置定时周期为1us  */
    ; M8 m  U& v  V- \8 h5 ~
36.     if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))
    ; {" z+ F& M" Y
37.     {
    . @- h/ |9 d$ T! ?* F1 q0 {; q
38.         /* Capture error */
    
39.         return (1);
    * ?9 v8 G  _  f# e( h4 R
40.     }
    
41. 
    3 @& i" B& ~$ T# ?( ^" K" Z
42.     /* 关闭滴答定时器且禁止中断  */
    9 i* k4 C+ h' v2 N0 X- _! W3 J
43.     SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  
    6 I3 W* g" i7 i" h) R
44.     return (0);
    
45. }
    & ?8 y, a! q* Z- c+ `
46. 
    2 a9 z# z/ u+ F/ s% p8 X
47. /**
    / c( X' R  W6 R/ G# S
48.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
49.   * @param  
    8 n7 l8 b% P" y" [6 }
50.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
51.   * @retval  无
    ; x& ^; j9 w" Z) G
52.   */
    
53. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    ) s6 l% w4 y% u* o
54. {     
    
55.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    2 V  ^, ?. ~1 y+ n7 ]9 m
56.     SysTick->VAL   = 0;  
    # X  d1 |( M) a
57.     SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     
    
58. 
    - F6 V% a* J/ C) B6 b
59.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    $ r, I8 n, \; f$ v% `' D( F/ e- U7 A
60.     {
    
61.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    & d8 ~9 r9 W) r  @  i
62.      while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);
    
63.     }
    ( m, P3 t. v* }* S3 ?
64. 
    
65.     /* 关闭滴答定时器 */
    
66.     SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    " i; l& d+ Z) s
67. }

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

1. #ifndef __GPIO_H
   * r1 b( v: q& X6 P* R1 C  G, e  S
2. #define    __GPIO_H
   
3. 
   
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   
6. #define     LOW          0
   7 ^& P) o" \& K; R9 k9 _) U
7. #define     HIGH         1
   , O' G. L% d0 ^" i$ O. [
8. 
     j, ]! }4 R- z' q4 g
9. /* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
   ' J, p4 s' U/ p
10. #define TX(a)                if (a)    \
    / [+ X/ n9 N8 `" c$ x+ K5 W" ~6 J# p3 M
11.                                             GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\
    
12.                                         else        \
    6 ~' G  x7 o- _  [
13.                                             GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
    
14. void GPIO_Config(void);
    
15. 
    7 `) T% g; t0 C$ Y: W+ j  p. w7 i9 e
16. #endif
    
17. 
    
18. #include "gpio.h"   
    * k  [4 v  Y" b1 e9 M! {- a7 J3 d
19. 
    
20. /**
    1 _& }6 c" v  T( h
21.   * @brief  初始化GPIO
    ! Z+ S- ]' {. T+ v& r+ i; r% A
22.   * @param  无
    $ a* u2 L" h; u5 d# h
23.   * @retval 无
    
24.   */
    9 k. Z7 I! m2 @. [! E; }( \
25. void GPIO_Config(void)
    # x% c4 o2 W9 |- J( L5 s
26. {        
    - S- W+ N- N7 i1 m; i
27.         /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    & h+ M; r: n( ]- o) B
28.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    : e  K; [2 [% V- ~% p0 Q  W8 [9 M# C
29. 
    2 {0 K: z+ n' t) Z1 a8 K  q
30.         /*开启LED的外设时钟*/
    
31.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    . w8 w3 I& c& V7 b) R. d8 T
32.                                                            
    
33.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    
34.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     
    
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：

1. #include "systick.h"
   
2. #include "gpio.h"
   8 X6 g5 }( p! g# O# ~
3. 
   
4. /**
   
5.   * @brief  主函数
   * T1 V9 w/ E# o; I* ~4 j4 T
6.   * @param  无  
   ' U# U. p* i* t, V2 {4 R! r" `% H
7.   * @retval 无
     V) c9 C, W" F- Z+ c
8.   */
   ' h# a9 o  \' ^; t
9. int main(void)
   $ l0 {# X5 b+ n1 Y3 b4 D
10. {   
    
11.     GPIO_Config();
    
12. 
    1 t1 J2 }% _5 @
13.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
    
14.     SysTick_Init();
    + r& B8 g% U- [" x
15. 
    / S0 h5 D: m7 D9 f9 F* |% g0 A- X
16.     for(;;)
    9 q% i+ b; s0 Z  _
17.     {
    6 Z& x0 D1 ^* I8 X; \
18.         TX(HIGH);
      [& t0 Q3 j5 `+ }! v
19.         Delay_us(1);
    7 z  d- w5 E) R, A; c$ }2 p
20.         TX(LOW);
    
21.         Delay_us(100);
    
22.     }     
    
23. }

复制代码

% |/ r8 ]# M. Z9 q
: Y4 y* ?! u' s- U示波器的观察结果：
2 N6 b; F' T5 g- X" z

可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。
( @& W+ }2 L# J- O- S0 i0 x' A更改一下main函数的延时参数：
$ |/ }( ?& t7 `+ K) p8 O/ O" K7 Q

1. int main(void)
   % _& o, a6 ]% d0 Q5 ~
2. {   
   
3.     /* LED 端口初始化 */
   + i' V' ?) D& T8 Z% g/ I
4.     GPIO_Config();
   7 G/ H5 K  @7 n+ ^' W
5. 
   
6.     /* 配置SysTick定时周期为1us */
   
7.     SysTick_Init();
   7 E4 o( j1 K( A$ ?+ N% j
8. 
   6 S/ o* E9 C& c6 l' m  |! k% p) |
9.     for(;;)
   
10.     {
    
11.         TX(HIGH);
    " i. t5 x& c* Z% z3 }7 R
12.         Delay_us(10);
    
13.         TX(LOW);
    4 H0 @+ t, f+ Q" |, @* L
14.         Delay_us(100);
    ! S. c3 h* y4 O
15.     }     
    
16. }

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示波器的观察结果：
1 S2 m( x& q) X7 X5 G' P& @

可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。
9 Z: ~% u, s0 i+ J3 \& O3 t! q+ u结论：此延时函数基本上还是可靠的。
  V+ H3 f: }' L# t( [7 ]$ q
使用定时器方法的实例
- T& N6 i$ V/ q0 l; eDelay_us函数使用STM32定时器2实现：
7 {/ {3 e0 A$ K9 [

1. #include "timer.h"
   - s& A/ w4 F/ `
2. 
   
3. /* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次
   
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   - U5 ~  a7 M8 c+ |; f4 Y$ g
5. * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次
   0 g. |; n) f: j3 H3 O; W
6. */
   
7. 
   : J* N# ~3 N  m( s/ h
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   $ p+ [; l% {: \+ ]
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   $ j# y+ C8 d1 L
10. 
    / ]* b7 s. D+ q- L8 Q$ c' Y
11. /**
    
12.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    
13.   * @param  无
    " A, G& c0 C" H/ S3 K' b( j" k3 i2 P% A
14.   * @retval 无
    
15.   */
    0 @$ A6 ?! W' X$ X0 y
16. void TIM2_Init(void)
    3 E5 A5 T6 q% L$ T% @" l
17. {
    ) |" G0 c9 K  g# g/ ]3 N9 b4 f0 j
18.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    6 R' p3 {" R( \# H: V/ V, S
19. 
    
20.     /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    ' I' D) Z' L+ R+ D
21.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
22.    
    
23.     /* Time base configuration */         
    2 ~- ~: L; }( N
24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    & Z0 }+ K6 i+ p
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
27.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
28.    
    , O( S9 ^' U, k5 e( s" l
29.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    5 D+ d5 k$ l) y5 O1 D
30.    
    
31.     /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    
32.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);
    # f& G9 o. B5 r6 d- L* _1 A& I
33.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
34. }
    ' T) C0 u( ?9 n. N" D( C! \
35. 
    0 ?0 t8 w. H1 x2 p* r
36. /**
    
37.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    1 s/ H  m) G1 b
38.   * @param  
    : i9 i% k: s1 p& v: G
39.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
40.   * @retval  无
    
41.   */
    , G$ t3 V+ L7 y6 H. @
42. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    
43. {     
    
44.     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  
    ) B& i7 ^0 d8 D! }. w- m$ V
45.     TIM2->CNT   = 0;  
    
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    
47. 
    
48.     for( ; nTime > 0 ; nTime--)
      V' @+ k# T- a7 z3 f
49.     {
    
50.      /* 等待一个延时单位的结束 */
    
51.      while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);
    % n* T! N% N6 A" H6 ]3 G; P% M) x1 m- X) L
52.      TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    - d0 Y* f  X# T
53.     }
    
54. 
    ' X' o+ i1 P$ {% K( D/ W/ l3 F
55.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    
56. }

复制代码

在main函数中检验Delay_us的执行时间：

1. 
   
2. #include "stm32f10x.h"
   
3. #include "Timer_Drive.h"
   
4. #include "gpio.h"
   ' s" `$ X' E; O* b; h1 B
5. #include "systick.h"
   0 R: X2 \' ~! H
6. 
   
7. TimingVarTypeDef Time;
   & z( N3 f- v/ e2 t8 A1 W
8. 
   
9. int main(void)
   
10. {   
    
11.     TIM2_Init();   
    
12.     SysTick_Init();
    ( @" c+ |( g. K. J7 x
13.     SysTick_Time_Init(&Time);
    
14.    
    
15.     for(;;)
    ' A' `+ E+ o3 g5 Y% I
16.     {
    
17.         SysTick_Time_Start();
    - M& I2 l% h: ~1 @2 }
18.         Delay_us(1000);
    
19.         SysTick_Time_Stop();
    
20.     }     
    
21. }
    ' t( o+ g( H* f: f1 Q7 Z3 H$ q

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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。
, I) w/ U" I1 P! }" Z" Q; H

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。
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
3 {! E; f8 e2 b1 w2 p8 J* a软件测试方法
  T& }) [/ D' |3 l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。
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。