单片机编程过程中经常用到延时函数，最常用的莫过于微秒级延时delay_us()和毫秒级delay_ms()。本文基于STM32F207介绍4种不同方式实现的延时函数。

% i' w1 p, ?" B1 E7 n& T- t1、普通延时
+ Z6 e1 y& u" N9 k: v1 e这种延时方式应该是大家在51单片机时候，接触最早的延时函数。这个比较简单，让单片机做一些无关紧要的工作来打发时间，经常用循环来实现，在某些编译器下，代码会被优化，导致精度较低，用于一般的延时，对精度不敏感的应用场景中。
" g; `- S6 n& F( g
6 d0 U  o0 a4 T' ]! J

1. //微秒级的延时
   
2. void delay_us(uint32_t delay_us)
   
3. {   
   % e& I3 e8 Z; S, o" L3 |
4.   volatile unsigned int num;
   9 |8 w% l  @: e7 H8 U5 A
5.   volatile unsigned int t;
   & z. V9 E' i# g- ]+ n$ H( D# }
6. 
   ) {& B1 K' L! \& F+ M
7. 
   9 T' m- m' _  v/ f4 c
8.   for (num = 0; num < delay_us; num++)
   $ K4 e# X- ]. v+ U
9.   {
   4 M! ^9 ]! h/ s; [5 z; b4 n
10.     t = 11;
    
11.     while (t != 0)
    
12.     {
    
13.       t--;
    ) X6 H$ V& ~  u5 t
14.     }
    
15.   }
    8 `! F9 `. o" D; n$ y$ }3 t
16. }
    
17. //毫秒级的延时
    " r# M3 B# y/ Y) q/ l6 w
18. void delay_ms(uint16_t delay_ms)
    % M0 Q* u+ s" l1 h4 N
19. {   
    
20.   volatile unsigned int num;
    ) T2 z8 }+ ^. f. l' i
21.   for (num = 0; num < delay_ms; num++)
    
22.   {
    
23.     delay_us(1000);
    0 e4 ?$ v4 ?8 J. b+ {
24.   }
    ' S7 e; @8 j5 ~# K3 Q
25. }

复制代码

0 `* O! `4 w& l: {/ ^- l7 O  P+ _2、定时器中断
% \7 j" [: A; w5 N7 V定时器具有很高的精度，我们可以配置定时器中断，比如配置1ms中断一次，然后间接判断进入中断的次数达到精确延时的目的。这种方式精度可以得到保证，但是系统一直在中断，不利于在其他中断中调用此延时函数，有些高精度的应用场景不适合，比如其他外设正在输出，不允许任何中断打断的情况。

! j% e. I+ G3 A. h+ T1 ]5 aSTM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍：

初始化SysTick 定时器：

1. /* 配置SysTick为1ms */
   ( V' ^+ ^8 R9 V
2. RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
   
3. SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);

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中断服务函数：
/ @5 ]. r" P; B* N2 @

1. void SysTick_Handler(void)
   
2. {
   
3.   TimingDelay_Decrement();
   ' P% F- g6 Z# |: m, L
4. }
   ! `8 g0 b5 v- {" k7 r
5. void TimingDelay_Decrement(void)
   
6. {
   ' K5 l8 e! A$ \6 v9 T  Z
7.   if (TimingDelay != 0x00)
   
8.   {
   
9.     TimingDelay--;
   # L; u9 R* P, z) _& m4 t
10.   }
    
11. }

复制代码

延时函数：

5 B( ?. Y3 S2 _/ V% t% e& A

1. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   
2. {
   
3.   TimingDelay = nTime;
   * m* V3 q( p% f3 Z7 W
4.   while(TimingDelay != 0);
   
5. }

复制代码

9 P3 l) R+ }3 ^; `, {  S8 n: b3、查询定时器
为了解决定时器频繁中断的问题，我们可以使用定时器，但是不使能中断，使用查询的方式去延时，这样既能解决频繁中断问题，又能保证精度。

STM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍。
( Z8 \" V* N% a2 q8 s8 v
STM32的CM3内核的处理器，内部包含了一个SysTick定时器，SysTick是一个24位的倒计数定时器，当计到0时，将从RELOAD寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息。

SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8，在这里我们选用内部时钟源120M，所以SYSTICK的时钟为(120/8)M，即SYSTICK定时器以(120/8)M的频率递减。SysTick 主要包含CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等4 个寄存器。
1 f0 J* h* L$ o
: J5 T+ ]) R" M6 C) p* {2 @6 }▼CTRL：控制和状态寄存器
5 u5 a5 }; @4 D- u5 L
3 ^, _; {  m: z

▼LOAD：自动重装载除值寄存器
( {0 m8 b0 S$ K- I; Q' v
1 i7 @1 O& |3 S) E
1 L6 \: Z( q* v# b, ^( F2 _
▼VAL：当前值寄存器

/ k$ U2 ?# o! x2 ]. v

▼CALIB：校准值寄存器
* o% u( |' |% u2 C( s" l
8 O# J& X5 t0 ^使用不到，不再介绍

示例代码
0 o0 v8 F3 l& `; V1 i. h
" h6 K; s7 J1 i. ?

1. void delay_us(uint32_t nus)
   
2. {
   5 h2 B, a* w+ o' k
3.   uint32_t temp;
   
4.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;
   2 V7 g+ s# t' A+ O
5.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
   
6.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
   0 c( a9 j5 u( a, o+ `: N
7.   do
   
8.   {
   
9.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
   ! b* F+ _$ }8 m: r5 a
10.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    
11.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    : z. ~( n8 |* Z' D
12.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    
13. }
    
14. void delay_ms(uint16_t nms)
    6 _/ Q1 f9 S# V. k5 y
15. {
    ' t& e# q3 t" |# O2 H
16.   uint32_t temp;
    
17.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;
    
18.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
    * \1 G  h: O* l# y! }# W3 R" O
19.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
    
20.   do
    9 `+ Y* p, W  X' k- h* }
21.   {
    ' u$ E# i: F; T3 i9 s$ c+ q" D
22.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
    " H, M4 [% r  H) |" O) T
23.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    
24.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    9 Q* @3 W+ I: {) Z- f# u
25.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    
26. }

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0 D" o1 {4 n: E) l4、汇编指令
, b5 a  H- g1 v  v如果系统硬件资源紧张，或者没有额外的定时器提供，又不想方法1的普通延时，可以使用汇编指令的方式进行延时，不会被编译优化且延时准确。
, a- k3 c) |( ]
+ N5 t0 Y3 y0 _% f6 LSTM32F207在IAR环境下

1. /*!
   : L$ p3 D+ R; ]4 e
2. *  @brief         软件延时
   2 U3 ~+ E% S) q1 y. t
3. *  @param        ulCount:延时时钟数
   ; M1 n9 e$ M4 l
4. *  @return none
   5 A, x; J0 K) {( }# j7 V! @& u
5. *        @note         ulCount每增加1，该函数增加3个时钟
   ) H5 V8 Z7 e/ \0 c8 f; N7 \8 O3 u
6. */
   
7. void SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
   : b8 F0 ^8 T  P9 h
8. {
   - B  g4 b! G/ H- V: n
9.     __asm("    subs    r0, #1\n"
   
10.           "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    8 q+ F& h2 G0 u4 F7 J0 M5 c5 Q
11.           "    bx      lr");
    
12. }

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这3个时钟指的是CPU时钟，也就是系统时钟。120MHZ，也就是说1s有120M的时钟，一个时钟也就是1/120 us，也就是周期是1/120 us。3个时钟，因为执行了3条指令。
) X! P. X0 @, o1 I3 I
  ^, ~9 r" I0 v3 I# o4 t使用这种方式整理ms和us接口，在Keil和IAR环境下都测试通过。

1. /*120Mhz时钟时，当ulCount为1时，函数耗时3个时钟，延时=3*1/120us=1/40us*/
   
2. /*
   
3. SystemCoreClock=120000000
   
4. us级延时,延时n微秒
   
5. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));
   7 \5 ?# @. s' u9 @0 q+ n+ R
6. ms级延时,延时n毫秒
   
7. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
   9 g4 W; a# H7 u
8. m级延时,延时n秒
   9 @# U6 G/ G) C
9. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
   : o7 k- T  k+ ?- B6 Y
10. */
    
11. 
    " Q6 M- Q! Y5 l. c, F; `
12. #if defined   (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
    
13. __asm void
    : m, o4 o: B" Q: C4 i1 m( S$ T1 J
14. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
15. {
    7 P2 H6 a% u; e( Q7 y
16.     subs    r0, #1;
    / _, Y0 x7 l$ I/ n3 ]2 V
17.     bne     SysCtlDelay;
    
18.     bx      lr;
    
19. }
    
20. #elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
    1 Y4 W# y" N0 o( i3 o  c1 R
21. void
    8 ~  d/ L9 h. u5 Q. i7 v
22. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
23. {
    
24.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    8 b: S# H1 ]! {+ |7 {# \
25.        "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    : L/ p" _! p1 Z% U9 ^
26.        "    bx      lr");
    
27. }
    
28. 
    ( h1 j7 m3 l" |' N) ^
29. #elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
    
30. void __attribute__((naked))
    
31. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    8 K8 ~5 l. r2 C! V% P, p6 h5 B
32. {
    1 C4 R: l+ w# ]2 G- P( N$ f( P' C  K
33.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    ; ~; B& T1 _$ d8 o/ G2 i/ f8 z
34.        "    bne     SysCtlDelay\n"
    * d' u7 x$ H: J4 w( T
35.        "    bx      lr");
    
36. }
    
37. 
    
38. #elif defined  (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */                           
    
39. /*无*/
    
40. #endif /* __CC_ARM */

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& v$ k, n1 y3 `- |7 N2 P备注：
& c% L/ Q& K- o# ~) J5 N8 G0 Z
3 c' K2 j9 x, ^8 g& q理论上：汇编方式的延时也是不准确的，有可能被其他中断打断，最好使用us和ms级别的延时，采用for循环延时的函数也是如此。采用定时器延时理论上也可能不准确的，定时器延时是准确的，但是可能在判断语句的时候，比如if语句，判断延时是否到了的时候，就在判断的时候，被中断打断执行其他代码，返回时已经过了一小段时间。不过汇编方式和定时器方式，只是理论上不准确，在实际项目中，这两种方式的精度已经足够高了。

. \, l9 {& \. E, L% e
+ o" n  j% ]  q. @! a& b% y