前言   
测试代码的运行时间的两种方法：

• 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。
  * X1 Y  E- t9 O: c7 g4 I

( {4 ~; v7 |4 O* i
: J" m" L6 Q4 H9 R借助示波器方法的实例   

( Q5 w1 l3 p) s0 K' e9 ?) x4 m* K) s
' q- k* c8 _' e) r4 q# BDelay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：
" S6 {, h" @$ a; v

1. #include "systick.h"/* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次 * SystemFrequency / 100000     10us中断一次 * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次 */#define SYSTICKPERIOD                    0.000001#define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)/**  * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG  * @param  无  * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).  */static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void) {if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)     {return SET;    }else    {return RESET;    }}/**  * @brief  配置系统滴答定时器 SysTick  * @param  无  * @retval 1 = failed, 0 = successful  */uint32_t SysTick_Init(void){/* 设置定时周期为1us  */if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))     { /* Capture error */return (1);    }/* 关闭滴答定时器且禁止中断  */    SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  return (0);}/**  * @brief   us延时程序,10us为一个单位  * @param  *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us  * @retval  无  */void Delay_us(__IO uint32_t nTime){     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */    SysTick->VAL   = 0;      SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     for( ; nTime > 0 ; nTime--)    {/* 等待一个延时单位的结束 */while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);    }/* 关闭滴答定时器 */    SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;}

复制代码

- p& h; W" K& u0 S$ x
* F% W! i- I" l5 ?6 Q
+ u& y' _  @) g3 D检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置：
9 z* B% ]" @7 Z0 T

1. #ifndef __GPIO_H#define    __GPIO_H#include "stm32f10x.h"#define     LOW          0#define     HIGH         1/* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */#define TX(a)                if (a)    \                                            GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);\else        \                                            GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)void GPIO_Config(void);#endif#include "gpio.h"/**  * @brief  初始化GPIO  * @param  无  * @retval 无  */void GPIO_Config(void){        /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*开启LED的外设时钟*/        RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;            GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;             GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;         GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);    }

复制代码

6 k0 d3 C5 Z) W% f; R
在main函数中检验Delay_us的执行时间：


- k3 l( o' ^1 X$ a


+ |! k9 M" k5 K3 s9 s
    示波器的观察结果：

    可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。   


0 o/ [) j- I' i, |0 {更改一下main函数的延时参数：
0 p: ~$ T2 t6 l+ r. g% t

4 B+ Y9 X# T! U5 X! w/ ^
6 U' \: `0 Q$ e
1 l2 @8 u* ]( {4 w
# f, |, E) s8 f; W5 D1 B$ O6 D
  }$ v/ v, v% d$ w/ {    示波器的观察结果：
. r0 [1 F" B3 o8 f; X; h9 s- ^

7 Y/ l, ]0 J" @( n3 s6 @7 E

# o/ F, g0 Z# F/ i) v! z" s+ d- [0 P$ b

% L3 z6 r2 S( }1 _& Q$ N0 P' Z. R5 s    可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。   
: |9 T/ u" T1 q  ~4 P6 _: a- J

: Y* I5 `2 L& j* f- t2 Y4 i( X/ ~结论：此延时函数基本上还是可靠的。
6 }/ [7 n/ |9 \. a# M' s
& d' U* O  e$ L$ ]4 V5 H
使用定时器方法的实例   
5 O& _; j8 B* w, ^! s, u. F9 r

' z1 |  U- ?9 KDelay_us函数使用STM32定时器2实现：

1. #include "timer.h"
   
2. 
   
3. /* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次
     p9 [. M- q$ f6 K7 D/ ^; y1 x0 Z/ q" P
4. * SystemFrequency / 100000     10us中断一次
   
5. * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次
   
6. */
   1 a4 G" [/ k* Q
7. 
   
8. #define SYSTICKPERIOD                    0.000001
   6 u, J/ M0 X+ V9 I. @& l
9. #define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)
   & {; F# g% Z7 g+ U. c' f& |
10. 
    ( ~8 d. r2 z: ?- c' N
11. /**
    7 i! S5 Y2 H/ _3 v2 ]; v9 H
12.   * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS
    ! F1 }5 a2 }$ g" W2 h
13.   * @param  无
    
14.   * @retval 无
    
15.   */
    ! B/ ?  B' ~( x
16. void TIM2_Init(void)
    
17. {
    0 U" b* A* @) ~$ `
18.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    5 D* O1 n9 H! x+ m: l  I' [
19. 
    : r6 Z6 ^; w1 |" ^
20. /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
    # K+ s& b% o% g: E4 v( F! r
21.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    $ H4 a2 g! W5 R0 }  Z! m
22. 
    1 g* {3 O4 \" C$ z
23. /* Time base configuration */
    
24.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
    
25.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
    
26.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    
27.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
28. 
    
29.     TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    
30. 
    
31. /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */
    0 c# F- L/ o1 j
32.     TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);
    
33.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    7 `) E* L) S+ e% O1 u3 ?
34. }
    
35. 
    $ F# L3 O) W2 q( ?
36. /**
    
37.   * @brief   us延时程序,10us为一个单位
    
38.   * @param  
    
39.   *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us
    9 z9 _) Q; e" _# N& x# S
40.   * @retval  无
    
41.   */
    % W) i; K6 X! e2 C' a
42. void Delay_us(__IO uint32_t nTime)
    ; c( a6 J+ m6 ~8 b2 v
43. {     
    - Y' [  S  V  i2 l
44. /* 清零计数器并使能滴答定时器 */
    $ \3 g" i$ [1 P' b1 d* R. a: E7 [& I
45.     TIM2->CNT   = 0;  
    + @4 v. @! Y7 b% B- Q3 D) Z
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     
    & t! o- N8 [. H3 `- v4 S9 y
47. 
    8 f  S6 z( k# c( S& X
48. for( ; nTime > 0 ; nTime--)
    % C+ N/ s  p% G+ K* h* y: ^- f3 \
49.     {
    1 i" u4 }+ u! G) I
50. /* 等待一个延时单位的结束 */
    
51. while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);
    * H6 s4 \) P4 y  Y' E$ [. L
52.      TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
      O* X  G! a% {% B3 \0 B
53.     }
    
54. 
    + K- A) k2 _1 N) o  X) P+ j) B
55.     TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
    
56. }

复制代码

; ^1 n) z& a1 S/ n
" K" A" S7 Z; {: V8 v: A
2 U- y: u7 d, |  w$ ]1 e在main函数中检验Delay_us的执行时间：

1. #include "stm32f10x.h"
   
2. #include "Timer_Drive.h"
   
3. #include "gpio.h"
   
4. #include "systick.h"
   
5. 
   
6. TimingVarTypeDef Time;
   
7. 
   5 E  F6 D4 [3 u; g
8. int main(void)
   
9. {   
   " U3 v. {$ k' I# p
10.     TIM2_Init();   
    ! O+ J/ C7 l) M7 f- `7 m
11.     SysTick_Init();
    
12.     SysTick_Time_Init(&Time);
    ) i  ]+ w4 \# {0 i/ A1 z7 U
13. 
    
14. for(;;)
    ( v* |; B+ m5 g- i
15.     {
    
16.         SysTick_Time_Start();
    
17.         Delay_us(1000);
    
18.         SysTick_Time_Stop();
    
19.     }     
    0 h3 g! ?: e$ w* h
20. }

复制代码

5 z2 q$ P( E  d, r. L* |0 u
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。
, O1 r  x4 E! v' S6 {0 t

* y/ b& [2 l4 H7 V
) E! L- R0 p( M8 y  m1 M
) \2 f% {* u3 x* z1 y0 o

    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。   
& b  x% T: e7 E0 \
, S" p: G% d7 X4 [
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。

" N3 a, a/ L9 ?$ r. p
9 r9 ~- Z- Y  s两种方法对比
) W6 [4 p  j. z" ?, Z3 o软件测试方法   
3 ~' ]- i' I& H' ^# K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。

; ]5 O5 s  Q- B0 n. u. u$ r  M
示波器方法   
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。
6 w( U8 l2 [/ U
. U( N9 j6 t7 @1 t  j4 U' M* m& x

转载自：单片机与嵌入式
如有侵权请联系删除

. e4 W6 g! v) t' i