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。

' ^) t& n/ q0 l7 s" |2 Z2 \8 l% Q1、普通延时
1 k- ?; @. `$ B" T$ _6 h) t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。
! i4 m9 k7 b8 N0 e  c, k# }3 D

1. //微秒级的延时
   ' a9 s/ m. {9 w$ Q( o3 V& \' u
2. void delay_us(uint32_t delay_us)
   
3. {   
   ! N: W+ U3 n1 `4 {
4.   volatile unsigned int num;
   , C1 Q9 R7 s' a; s
5.   volatile unsigned int t;
   7 ?5 a. C- |* W1 G; v/ G0 K% d
6. 
   ( k1 e, M/ V" s. l$ Y/ G- j
7. 
   
8.   for (num = 0; num < delay_us; num++)
   & H$ ?" |; {9 {  v' M; T3 N, y
9.   {
   
10.     t = 11;
    
11.     while (t != 0)
    
12.     {
    
13.       t--;
    
14.     }
    
15.   }
    - s, l8 L3 u) b& K# Z
16. }
    ( n, Y$ J4 q- m9 v
17. //毫秒级的延时
      W1 b) \5 K5 Y4 B5 _
18. void delay_ms(uint16_t delay_ms)
    
19. {   
    ; H* @) @* `9 Y: `4 Q# H1 n' U& G! N
20.   volatile unsigned int num;
    
21.   for (num = 0; num < delay_ms; num++)
    
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。

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 Q: T* Y/ H: k' a- ]$ I5 s
初始化SysTick 定时器：

1. /* 配置SysTick为1ms */
   ! c# m) r9 j/ d0 I: e
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)
   . W# z6 s0 r/ J( S
2. {
   4 o/ D+ e' _5 O* ]# d) N
3.   TimingDelay_Decrement();
   
4. }
   ) v. i& n4 V2 a9 ]4 I! [
5. void TimingDelay_Decrement(void)
   - i2 D3 X1 l$ E& r0 i2 M
6. {
   
7.   if (TimingDelay != 0x00)
   
8.   {
   2 B$ q" ]) @7 |, l2 n
9.     TimingDelay--;
   3 o; M) d6 P/ ^4 x7 D! c, v
10.   }
      _$ ^6 b5 v6 w6 d
11. }

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/ ~) N7 S1 i6 f3 S6 h& N延时函数：
0 }1 |7 R& l0 Z6 ~4 Y8 r

1. void Delay(__IO uint32_t nTime)
   
2. {
   
3.   TimingDelay = nTime;
   ( v  X7 U. ?4 n% {0 L2 ?# V
4.   while(TimingDelay != 0);
   # q0 u4 j! o; W+ g3 ]. u. D8 {
5. }

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3、查询定时器
! H. u% p$ D# K/ K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。

9 U- \1 y( o& S# Y) G% DSTM32任何定时器都可以实现，下面我们以SysTick 定时器为例介绍。

& V1 _  ~5 S, r& p  A4 {8 Q' A9 qSTM32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。

6 o- O* u  `3 J# WSYSTICK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。
" J- Y* E* _7 I
▼CTRL：控制和状态寄存器



▼LOAD：自动重装载除值寄存器

* c5 |5 \" w2 N4 Q% A' H

2 O" b9 m3 a6 c8 T" `' { ▼VAL：当前值寄存器


- }5 p2 v6 m. S& F$ i% [
▼CALIB：校准值寄存器

使用不到，不再介绍
$ D: ]2 W: A  C9 Y7 \$ o1 n- K- f* Y) @
示例代码

4 \: R+ h5 {9 C0 R0 t+ [

1. void delay_us(uint32_t nus)
   2 V! z9 O5 T1 R" ~; K
2. {
   3 |" V, h. w& h
3.   uint32_t temp;
   
4.   SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;
   
5.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
   / c6 U6 F; m" v: ]+ j
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
   7 h, H% D# {( i( l
10.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    5 Y2 u8 E, y3 Y
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;
    8 o! \8 S6 E" ?# \! }7 _  ^
18.   SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
    ; W/ \; h* O. h3 Q% C* ?
19.   SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
    
20.   do
    
21.   {
    6 T2 i! _; T+ ~. V
22.     temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
      R: J/ B( b; Q5 O. E& k2 |- C
23.   }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    
24.   SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    $ L9 A$ A5 m' g5 U" P
25.   SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    + P% X% @# |! r8 a1 r, I
26. }

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% a, m4 b* d: L! v6 I2 j0 [0 ?4 R2 x4、汇编指令
) A, {2 ?" e. F5 g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。
; Q3 b8 R4 e6 M
STM32F207在IAR环境下

1. /*!
   
2. *  @brief         软件延时
   
3. *  @param        ulCount:延时时钟数
   9 n5 ^5 S1 S8 A- ~% [3 B
4. *  @return none
   ( D" Y* v" R* z7 p9 K% y
5. *        @note         ulCount每增加1，该函数增加3个时钟
   8 I  e8 [: s2 G# ?* }
6. */
   9 R5 C* d$ O4 d3 Y5 c
7. void SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
   
8. {
   
9.     __asm("    subs    r0, #1\n"
   
10.           "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    
11.           "    bx      lr");
    
12. }

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2 h2 ~3 K& i4 r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。
: }/ O: h$ {1 [4 p3 U9 R  |
. Y6 r$ D) U& 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。

; r' `4 Y; X5 j) X# ]9 M. g

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*/
   * }5 L/ J# P  |! n( [
2. /*
   
3. SystemCoreClock=120000000
   ; b: I4 D! b" y  e
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
   3 d# j4 w. i1 x: n, y
7. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
   * A( z8 Z' T0 ^' W
8. m级延时,延时n秒
   2 E! Q' G4 N  C
9. SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
   8 M8 S6 H( T& F. ?
10. */
    
11. 
    / ~$ q; A! q& G% G$ N
12. #if defined   (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
    # N& Z# l1 f7 c, C5 @1 _
13. __asm void
    
14. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    * l' I  ]* {, z3 P' ~
15. {
    8 e0 v9 g- @4 ]. ~! b8 W; G
16.     subs    r0, #1;
    1 C0 l  p/ r1 i- K8 X: G
17.     bne     SysCtlDelay;
    
18.     bx      lr;
    ' X8 ~" S0 k9 C0 H3 g
19. }
    7 n5 K0 X. E8 X, O& Z( P
20. #elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
    
21. void
    8 t; d: W4 T, S! K$ M* ?( E
22. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    * [+ X/ G  O2 J* P# t1 k" C
23. {
    
24.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    2 R( x  L" |5 z) O9 T* [
25.        "    bne.n   SysCtlDelay\n"
    . o# W0 S+ A. C1 F1 _; p) X6 Y" c
26.        "    bx      lr");
    
27. }
    
28. 
    
29. #elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
    ! V  ?0 _% o$ {, d% T  B  z* w& c
30. void __attribute__((naked))
      G) v8 o# Y. b9 C+ Y% X0 ?
31. SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
    
32. {
    4 S& b0 u1 E9 V
33.     __asm("    subs    r0, #1\n"
    
34.        "    bne     SysCtlDelay\n"
    - q; f  S( |) n: E2 \- w2 z: Y  ~
35.        "    bx      lr");
    
36. }
    ! F5 Q# o" I! N
37. 
    
38. #elif defined  (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */                           
    
39. /*无*/
    
40. #endif /* __CC_ARM */

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备注：
- [8 v3 \5 \) p( a
% T) X* H2 R) \8 I/ b/ I7 \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。
/ z8 m' Y- [$ B5 h2 a$ f% R