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
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
   
2. void delay_us(uint32_t delay_us)
   
3. {   
   
4.   volatile unsigned int num;
   
5.   volatile unsigned int t;
   
6. 
   
7. 
   
8.   for (num = 0; num < delay_us; num++)
   
9.   {
   
10.     t = 11;
    
11.     while (t != 0)
    
12.     {
    
13.       t--;
    
14.     }
    
15.   }
    
16. }
    
17. //毫秒级的延时
    
18. void delay_ms(uint16_t delay_ms)
    
19. {   
    
20.   volatile unsigned int num;
    
21.   for (num = 0; num < delay_ms; num++)
    
22.   {
    
23.     delay_us(1000);
    
24.   }
    
25. }

复制代码

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。

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);

复制代码

中断服务函数：

1. void SysTick_Handler(void)
   
2. {
   
3.   TimingDelay_Decrement();
   
4. }
   
5. void TimingDelay_Decrement(void)
   
6. {
   
7.   if (TimingDelay != 0x00)
   
8.   {
   
9.     TimingDelay--;
   
10.   }
    
11. }

复制代码

延时函数：

1. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   
2. {
   
3.   TimingDelay = nTime;
   
4.   while(TimingDelay != 0);
   
5. }

复制代码

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。

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。

▼CTRL：控制和状态寄存器



▼LOAD：自动重装载除值寄存器



▼VAL：当前值寄存器



▼CALIB：校准值寄存器

使用不到，不再介绍

示例代码

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
   
7.   do
   
8.   {
   
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
    
13. }
    
14. void delay_ms(uint16_t nms)
    
15. {
    
16.   uint32_t temp;
    
17.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;
    
18.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
    
19.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
    
20.   do
    
21.   {
    
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
    
24.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    
25.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    
26. }

复制代码

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。

STM32F207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. {
   
9.     __asm("    subs    r0, #1\n"
   
10.           "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    
11.           "    bx      lr");
    
12. }

复制代码

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。

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));
   
6. ms级延时,延时n毫秒
   
7. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
   
8. m级延时,延时n秒
   
9. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
   
10. */
    
11. 
    
12. #if defined   (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
    
13. __asm void
    
14. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
15. {
    
16.     subs    r0, #1;
    
17.     bne     SysCtlDelay;
    
18.     bx      lr;
    
19. }
    
20. #elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
    
21. void
    
22. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
23. {
    
24.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    
25.        "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    
26.        "    bx      lr");
    
27. }
    
28. 
    
29. #elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
    
30. void __attribute__((naked))
    
31. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
32. {
    
33.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    
34.        "    bne     SysCtlDelay\n"
    
35.        "    bx      lr");
    
36. }
    
37. 
    
38. #elif defined  (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */                           
    
39. /*无*/
    
40. #endif /* __CC_ARM */

复制代码

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。