前言
, X/ S: `6 `% q& g: W    测试代码的运行时间的两种方法：
6 V$ z: w+ U# K, O0 [
2 q2 E9 I+ n0 I. k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。
3 O6 [" Y1 @" p" H
借助示波器方法的实例
/ m* N$ S3 y2 W5 K7 I( j* n    Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：

9 p% F! W. Z# E5 ?( K& X

1. #include "systick.h"
   % A" c- `( P! Y6 l! K
2. 
   
3. /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   1 N9 P1 s. Q6 \' H
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   5 X4 r. c* _' u$ s
5. * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   0 P( O. r" j! Q4 Q; C  B
6. */
     f! l0 O+ c( S# p( Y  F7 O: @3 K
7. 
   - `4 Q1 u8 N0 a
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   - h: R( t+ l3 x2 f4 n* n
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   ' K0 d. S8 d2 _" \5 `1 i( ?
10. 
    5 |' q3 V# R2 R7 }: ]; C: _
11. /**
    2 y- j" c5 M- K6 ~
12.   * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG
    
13.   * @param  无
    ; G+ _, T: N& Q- m
14.   * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).
    
15.   */
    
16. static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void)
    
17. {
    
18. if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)
    
19.     {
    , G, r9 l! r7 i, v! P3 n
20. return SET;
    
21.     }
    ! z; T# h& _( ?# ~1 Z: E/ U
22. else
    2 l2 M* X- ?5 z. b" @1 V; g
23.     {
    1 B  W2 d- h' C1 r1 }# P. a
24. return RESET;
    
25.     }
    / B! s2 G' P# T6 Z# t, q/ v
26. }
    ) T  @  ~: r8 h3 A* w
27. 
    
28. /**
    2 J# ^2 J- v" A. K4 v4 x
29.   * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick
    : ^+ S3 m8 F- g8 D  M/ S2 ?
30.   * @param  无
    ) W2 h# X  }! Q! P% v) ?' Y
31.   * @retval 1 = failed, 0 = successful
    : M/ Q! K- Y  l' r' X2 J' a
32.   */
    
33. uint32_t SysTick_Init(void)
    
34. {
    
35. /* 设置定时周期为1us  */
    8 `: g4 {$ D# n; |/ i) ?
36. if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))
    
37.     {
    
38. /* Capture error */
    + s/ }% l) L2 N. q0 V8 L
39. return (1);
    
40.     }
    
41. 
    
42. /* 关闭滴答定时器且禁止中断  */
    $ P) J; n- ?7 A7 m8 d3 `
43.     SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  
    , Y7 ~$ l. i  y9 F( }
44. return (0);
    + t0 ]' ]! N! b. M, x
45. }
    
46. 
    7 B/ c8 r' t: e+ C$ F
47. /**
    * N/ c$ [3 Y3 ^9 [
48.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
49.   * @param
    
50.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    + |; L. p, ~) s) V0 R- y
51.   * @retval  无
    3 H* y  f& K# Y# P
52.   */
    
53. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    # I; l% O+ U: v: F0 G* m  |* |
54. {     
    5 O( p( E% ]3 H2 x6 ^5 v
55. /* 清零计数器并使能滴答定时器 */
    ' V2 [- ]* g+ N4 @( T& r; ~  ^
56.     SysTick->VAL   = 0;  
    9 X4 l% g7 E! @1 _8 g
57.     SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     
    * D" Z# r/ M# L' \) K
58. 
    0 x, E$ o; X8 x% o2 Q
59. for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    
60.     {
    
61. /* 等待一个延时单位的结束 */
    9 v& i* F: i/ K2 e; l
62. while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);
    7 b( J4 z  |4 ~- e2 B
63.     }
    8 \  a: J. ]$ S+ a: V3 t4 j" a' u
64. 
    
65. /* 关闭滴答定时器 */
    
66.     SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    + _' F  i' T; o! t" ^
67. }

复制代码

0 W' Z8 Z, G/ W5 K    检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置：
' T& b3 H2 H" u6 p2 |
! d, ~: J* M$ u2 E

1. #ifndef __GPIO_H
   
2. #define    __GPIO_H
   
3. 
   6 z; \9 J. L$ B6 i5 Z- W
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   ! p  x' Y$ [! `3 p0 J
6. #define     LOW          0
   2 i; W" e: G# y/ }1 v1 Z; `; r- F% s
7. #define     HIGH         1
   4 h, o% U' z# O1 k) H9 W' @
8. 
   ; s' V' q/ P) R+ V
9. /* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
   
10. #define TX(a)                if (a)    \
    
11.                                             GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\
    / G( t( }3 e7 L# J% B
12. else        \
    / j/ a& Q7 J/ n, w) U
13.                                             GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
    & ^  t& R5 U. R. d* O
14. void GPIO_Config(void);
    
15. 
    
16. #endif
    
17. 
    
18. #include "gpio.h"
    0 r$ x. m! n) \5 Y
19. 
    3 G) E. Q3 _' T( N" |$ y/ H' m
20. /**
    ) k4 x9 t1 x# z. d$ k- Z. W) f8 ?
21.   * @brief  初始化GPIO
    
22.   * @param  无
    & p4 Y/ b  X2 y9 `6 A  a4 d' a
23.   * @retval 无
    3 M8 u. m6 ~* {% }/ y8 e3 {# g
24.   */
    
25. void GPIO_Config(void)
    
26. {        
    
27. /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    
28.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
29. 
    
30. /*开启LED的外设时钟*/
    ) M! Z8 T, {% B
31.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    
32. 
    
33.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;   
    4 o, x0 R$ ?" i8 o) I5 G+ P
34.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     
    + t6 U8 v9 w, h4 J3 e4 q4 h
35.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
36.         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);   
    8 n' v5 j* M& Z7 ]0 w8 F4 T3 v, Q
37. }

复制代码

# ~* `7 v: ^0 O    在main函数中检验Delay_us的执行时间：

. W( T* h7 [3 y) I- f

1. #include "systick.h"
   & L/ @0 C- w! ]
2. #include "gpio.h"
   5 D; t3 ^. ]6 O* C8 P) c9 z
3. 
   
4. /**
   
5.   * @brief  主函数
   
6.   * @param  无  
   ( Q, R! t0 d/ g5 d
7.   * @retval 无
   % u3 }3 @' a) [  @/ x1 H! A" C
8.   */
   + V- B' I% P. e$ Z+ i
9. int main(void)
   
10. {   
    + P) {1 r. I+ G/ r9 h) c
11.     GPIO_Config();
    
12. 
    : A4 J6 H! |) G
13. /* 配置SysTick定时周期为1us */
    " Z; [9 _5 f* V
14.     SysTick_Init();
    
15. 
    8 Y5 Y  T. B. m) Y
16. for(;;)
    
17.     {
    7 C1 j% E2 J  L& c! F
18.         TX(HIGH);
    # D9 y! b& y$ P  K+ C
19.         Delay_us(1);
    , G7 d( x& s7 O; U; L
20.         TX(LOW);
    ( v' }6 x% ?8 ]& Y* T6 z/ t* {
21.         Delay_us(100);
    % E  I% L- U3 }6 x! }
22.     }     
    
23. }

复制代码

6 n3 y; l( n  a4 r& g% N    示波器的观察结果：


4 _- z  y2 [! U7 G4 A9 L: t
    可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。
7 I, f5 }: a, A/ Y. E; M
    更改一下main函数的延时参数：
9 J5 t+ q; _* A; D- d  a

1. int main(void)
   1 m( C" M' L8 ]/ V; f
2. {   
   
3. /* LED 端口初始化 */
   # k0 S: H( k# d9 p* g
4.     GPIO_Config();
   
5. 
   
6. /* 配置SysTick定时周期为1us */
   & o% d8 _; W5 [; {8 a
7.     SysTick_Init();
   
8. 
   
9. for(;;)
   ; i" V0 m0 ^+ B
10.     {
    
11.         TX(HIGH);
    : }9 H! N5 t7 @8 C. e+ P6 Y
12.         Delay_us(10);
    
13.         TX(LOW);
    
14.         Delay_us(100);
    ! b, D( B% [* S) _3 H- S1 E" I
15.     }     
    
16. }
    , E- U+ }  l  x! t) Q1 `( q

复制代码

$ F3 C  a9 Q- T5 L& P" U1 ^% P9 ~    示波器的观察结果：
9 e& K1 H  P1 [- y/ ^


7 |0 G8 X" x$ X
! t: d: g  q/ A7 P% H' x- g: ]    可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。

    结论：此延时函数基本上还是可靠的。
# q7 o# E8 C9 c* T6 k2 J
使用定时器方法的实例
    Delay_us函数使用STM32定时器2实现：
7 w; c) Y; I  [- e2 X5 [8 c
! j5 K5 `0 B' B

1. #include "timer.h"
   
2. 
   7 G# H0 w5 q: \1 C/ D" p0 p
3. /* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次
   
4. * SystemFrequency / 100000          10us中断一次
   ( U; E9 x0 u7 F" f% T1 s
5. * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次
   
6. */
   
7. 
   $ U( [: ^* u2 Q7 C) x  w
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   * c" G: w  A) _! a% o$ d. h/ X
10. 
    ! }# n/ Z4 q0 X% P3 d" H. X
11. /**
    
12.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    3 `& N9 ~3 @0 `& ?, R. I
13.   * @param  无
    7 \4 L/ L: I# D$ h
14.   * @retval 无
    
15.   */
    - J, q1 o2 E4 U& Q+ w: t) e
16. void TIM2_Init(void)
    ' E5 [0 |: d/ V7 O
17. {
    % g7 O% q; z- y
18.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    
19. 
    
20. /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    # P/ x2 v5 g3 p0 ~+ K& x" h! f
21.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    0 Z1 D' q( V1 Z7 I
22. 
    
23. /* Time base configuration */
    
24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    4 u% M8 ^" r# h9 \4 x. w6 o0 E' F
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    ! K' f, C' E+ C9 _8 Y1 V/ k
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    . i% I& Z1 u; D1 \& B
27.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    " V0 {" A: T2 G
28. 
    
29.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    , i2 J+ f* F+ w  Q9 d. H
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);
    - V  G8 e& t( Z7 L+ H
33.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    # _( Q! |1 S. `
34. }
    
35. 
    # f7 Y9 g. I! S& `  ^# a
36. /**
    + z# d2 v( c" I/ k% u8 F3 f
37.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
38.   * @param  
    5 e' Q% Y3 W9 c" m
39.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    
40.   * @retval  无
    
41.   */
    
42. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    7 Y9 B7 ]$ _. a7 r7 v- R; u
43. {     
    
44. /* 清零计数器并使能滴答定时器 */
    + [) s4 a- v8 `
45.     TIM2->CNT   = 0;  
    
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    8 }2 t7 C+ W* W* [; @
47. 
    
48. for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    
49.     {
    9 z+ J$ i3 J; |& @) |* w
50. /* 等待一个延时单位的结束 */
      w( y% u9 z/ t0 k) \0 k1 c
51. while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);
    7 N- ~1 t. M9 i: b
52.      TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
53.     }
    4 @+ X# |& K" M# j5 b( \* C. _: x
54. 
    $ b" P2 G/ z; ?, g. T4 B' u
55.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    4 `5 c6 ~8 q3 R0 N3 |) w
56. }

复制代码

    在main函数中检验Delay_us的执行时间：


    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。

! {, }! C: m3 v

7 I. l0 G; [9 `4 x! f7 J    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。

  R# V( x$ T$ e: }  x: d1 k( \7 ]    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。
# G. X6 U  ?2 r5 _
两种方法对比
) V1 L  S' B. K1 A软件测试方法

    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。
: X8 w. ~' c. |. N8 }2 I
示波器方法
- j$ u1 k! D0 K; m  d" n2 m
3 y% }! j$ @# z2 f* Z# T% d. h3 ^    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。
# m& y! i3 p5 O% i5 x$ ~

转载自：EE时间
2 |/ l3 f1 ], o; w' s