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。

1、普通延时
0 N; ^2 @* F( e( {7 t' C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。

1. //微秒级的延时
   9 o+ M) \, b  O; }
2. void delay_us(uint32_t delay_us)
     }- z7 S, b- F: _. o! e1 o
3. {   
   
4.   volatile unsigned int num;
   8 _* M% @4 U" I8 h
5.   volatile unsigned int t;
   2 ]) \9 o9 A# m: @$ E
6. 
   
7. 
   1 Q$ @$ `9 m; \7 H2 {) W! Y' e
8.   for (num = 0; num < delay_us; num++)
   + ?- a5 ?, A; R( b. I% G3 s
9.   {
   $ S& L8 c  H# r) G/ L4 R, D$ u
10.     t = 11;
    2 g* Y, z9 j, e" H
11.     while (t != 0)
    
12.     {
    # g. T9 ]6 X: }- e
13.       t--;
    4 P) \! c+ X! f$ F9 m  J
14.     }
    
15.   }
    3 B- W% }+ x, |5 z8 t" l* y. B
16. }
    & S& m  m1 b5 j& S
17. //毫秒级的延时
    
18. void delay_ms(uint16_t delay_ms)
    - `  S9 y3 `8 f5 z% z9 ^
19. {   
    
20.   volatile unsigned int num;
    3 Z) A% [. q  d5 ?
21.   for (num = 0; num < delay_ms; num++)
    & Q% Q% e/ i' d+ v
22.   {
    
23.     delay_us(1000);
    
24.   }
    
25. }

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2、定时器中断
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。
# z3 ~) ~# H- {
STM32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 */
   
2. RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
   
3. SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);

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中断服务函数：

1. void SysTick_Handler(void)
   
2. {
   
3.   TimingDelay_Decrement();
   
4. }
   
5. void TimingDelay_Decrement(void)
   
6. {
   : f9 n/ H  g5 B3 z& U7 Z0 P& W9 E
7.   if (TimingDelay != 0x00)
   
8.   {
   6 b2 M6 F- y7 M  a/ v$ \; m
9.     TimingDelay--;
   
10.   }
    8 o; t& Q& |% G
11. }

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6 G5 s& ?* O& [: T! w: n9 |延时函数：

+ d  a9 N- [0 m' `0 [) v. W, N; L( S/ N

1. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   . r3 L! \. `# Q/ _1 [- }
2. {
   ' w; ]# a; |# E( `
3.   TimingDelay = nTime;
   " O; e) f; q* B( A  G4 p4 c
4.   while(TimingDelay != 0);
   
5. }

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3、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。
0 y3 m, x* p% U3 T1 r3 Y6 J# L
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。
/ t$ u  E( t4 m7 o$ s
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。

2 N" z! {. e6 R) G3 y9 h7 I▼CTRL：控制和状态寄存器



' K, y9 G  V2 S  H' h▼LOAD：自动重装载除值寄存器

  ^9 n6 {+ c/ [5 {3 a

/ G3 W" |) U7 W/ E  p5 l6 \* G ▼VAL：当前值寄存器
! H  Y8 P% Y) E, p


▼CALIB：校准值寄存器
' y* c1 g/ u5 d) c  Z% ?" k* D8 `
5 W0 `4 ?! X9 T4 a8 [! @使用不到，不再介绍

示例代码
8 e' p, j! ~' G6 L# x

1. void delay_us(uint32_t nus)
   
2. {
   
3.   uint32_t temp;
   
4.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;
   
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
   & x7 l7 L1 v% `, ~
7.   do
   . p& ^' [) P6 K# f+ [  v7 t
8.   {
   * d& \+ u+ d- o: e3 B! [! B
9.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
   
10.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    
11.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    
12.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    - O) ^, n$ X% i" n
13. }
    8 |. R* x2 ]6 l3 j
14. void delay_ms(uint16_t nms)
    7 T- t* p, S0 J
15. {
    
16.   uint32_t temp;
    0 d" ^, p! h( g" K9 G3 Y+ _/ {
17.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;
    
18.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
    ( z) }- f! o2 @: o
19.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
    8 _& p- ~8 T  h* V; ?, y
20.   do
    
21.   {
    $ Z8 _  |2 f* ~$ R
22.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
    
23.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    . Z4 f0 c. N' }
24.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    & m# p, z* ^' |+ }' n( r
25.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    
26. }

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4、汇编指令
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。

2 c2 i$ Q! Z9 J9 ]: h- `& u$ mSTM32F207在IAR环境下

1. /*!
   
2. *  @brief         软件延时
   
3. *  @param        ulCount:延时时钟数
   
4. *  @return none
   
5. *        @note         ulCount每增加1，该函数增加3个时钟
   
6. */
   
7. void SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
   
8. {
   4 z. s+ E2 {1 v" R8 ]
9.     __asm("    subs    r0, #1\n"
   
10.           "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    . y: A# X* @: ~& q
11.           "    bx      lr");
    8 K. E2 |* q! P0 w) ?! \
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。

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。
. ?5 U; v5 @3 L& {' Z1 t
4 f; \# T8 e% l6 L1 w9 r0 ~& J; s# z4 \

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*/
   1 V8 f+ o) o# S" g# P( V
2. /*
   
3. SystemCoreClock=120000000
   / M. g2 e9 R5 }2 n
4. us级延时,延时n微秒
   & m8 b, D' Z* k: v  P( B! |7 y& ?) o
5. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));
   
6. ms级延时,延时n毫秒
   
7. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
   
8. m级延时,延时n秒
   7 A( i6 G& C2 A( _6 U$ o
9. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
   5 c, D1 u4 U% F/ ^8 h& }; j7 I) E+ |
10. */
    
11. 
    
12. #if defined   (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
    8 C6 w7 T. e" x/ O
13. __asm void
    
14. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
15. {
    8 ?- q0 O4 V3 o+ w! W1 [
16.     subs    r0, #1;
    
17.     bne     SysCtlDelay;
    5 e' @1 C4 f9 b+ w. {5 q
18.     bx      lr;
      b" E  ]: I5 U
19. }
    
20. #elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
    % V. p/ F6 C6 E
21. void
    
22. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
23. {
    
24.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    2 R- o+ f) g( E
25.        "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    ' E/ x$ j' M: g" t$ }+ t
26.        "    bx      lr");
    
27. }
    ; f& x( y! r6 H+ g1 g2 X. _8 `
28. 
    
29. #elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
    
30. void __attribute__((naked))
    
31. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
32. {
    
33.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    , s2 t& Z& E# D! [7 L
34.        "    bne     SysCtlDelay\n"
    ( b( ^) t9 @! S' p& m
35.        "    bx      lr");
    1 X- X( Y8 z) d9 x9 d: Q( K0 p6 V
36. }
    
37. 
    
38. #elif defined  (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */                           
    ( u, w8 t5 X5 ]  n. G) f+ B7 Y- X9 Y
39. /*无*/
    , ]+ N# g& u' m. b' H  W# ~2 r+ ^
40. #endif /* __CC_ARM */

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; `5 T' k8 c  e" d2 L备注：

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。


% q2 C/ ]1 a/ K: i4 w' o