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STM32高精度延时实验

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STMCU小助手 发布时间:2021-1-20 15:00
STM32高精度延时实验

$ `* e* s5 G4 k4 V+ v
/ I3 P. g* T3 [& N* e" N2 G% C
3.1.jpg
1 前言
在STM32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和毫秒级延时。那么本文针对STM32的延时进行分析和实验。关于STM32的时钟系统,参考笔者博文。
2 裸机延时
2.1普通延时
  1. //粗延时函数,微秒
    : p9 R. Y/ r8 [3 m* ?) x
  2. void delay_us(u16 time)
    5 P) `5 z0 Y! Q) O  A
  3. {   ) u$ b1 T/ n3 F8 Z) c
  4.    u16 i=0; 8 j9 M% `; L, @9 [0 ~, B

  5. 5 t; `9 |' m9 F! u! l# L# p$ o
  6.    while(time--)
    # d. s% X0 T$ k& k) I
  7.    {
    0 {# A7 C- z6 q* L
  8.       i=10; //自己定义2 |) h2 n# x1 x4 M2 h' n% z
  9.       while(i--) ;   , a! D5 ^7 F; W$ X+ G; n7 a
  10.    }
      A. g8 M$ G$ W! U$ i* D. t( W
  11. }
    ) J4 V. q; D* q: B5 \# l& B. [

  12. " j8 d& v1 R- f8 {& ^" B
  13. //毫秒级的延时
    + K+ {) V! a3 r% \
  14. void delay_ms(u16 time)
    ' @" @* W' ?6 M8 L* f# a% E
  15. {   
    & X6 K, t) y9 G, S( [
  16.    u16 i=0;
    & j& W0 z# r% ^; R6 L
  17. ; t8 k7 ^1 A- A6 S7 M; l
  18.    while(time--)
    - \3 _" a2 F6 v2 N3 j, Y3 c+ M
  19.    {
    ' c0 S2 {, `. X5 y$ i) ~" O
  20.       i=12000; //自己定义; o- O. \: n$ [8 i
  21.       while(i--) ;   
    % b; ^  X4 \# d& v
  22.    }
    ' T7 x2 W+ s' J7 X7 }% Q
  23. }
复制代码
6 M6 s3 t# @8 ?+ c
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,不过要做的比较精准还是要下一番功夫。下面的代码是在网上搜到的,经测试延时比较精准。
2.2SysTick 定时器延时
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。系统定时器一般用于操作系统,用于产生时基,维持操作系统的心跳。SysTick 在STM32的参考手册里面介绍的很简单,其详细介绍,请参阅《Cortex-M3 权威指南》。
1.中断方式
如下,定义延时时间time_delay,SysTick_Config()定义中断时间段,在中断中递减time_delay,从而实现延时。
  1. volatile unsigned longtime_delay; // 延时时间,注意定义为全局变量
    % s0 {% e  |1 W$ @3 }
  2. 7 t: J& H+ m7 t/ T
  3. //延时n_ms
    4 K5 A; T- Z8 n$ o
  4. void delay_ms(volatile unsignedlong nms)
    ( S; y4 w9 k3 B% S
  5. {. K8 {/ ]% `* J/ `$ _  Y3 n9 r
  6.   //SYSTICK分频--1ms的系统时钟中断
    9 S8 p; s) E( h( S0 }# t  X* n
  7. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000))$ d8 I' Q+ d; i) s
  8. {' Z0 B$ Y( l2 x3 ?
  9.        while (1);
    % @+ h: h# N, S- D
  10. }
    0 y/ ~! Z6 v# _3 c- }

  11. ' [' ]& b7 `4 d# m; F. ^
  12. time_delay=nms;//读取定时时间' v! ]  G9 q2 o" \

  13. . A' k3 W# p% R( M
  14. while(time_delay);1 `1 [9 p( [# R& x5 w- W& a
  15. & G/ F" B5 I# F' H3 h/ s& G
  16. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器5 D. _5 g( F' B5 V
  17. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    # u9 A- }" @) x8 @& b( E1 J' ~
  18. }+ q" C: I  h: {7 a/ w  o6 L; e9 `

  19. 6 Y, y* i! D) g' t- W4 G) {
  20. //延时nus, \" S. q! g' e) Y( B; `0 _
  21. void delay_us(volatile unsignedlong nus)
    ; j4 a) X" h2 i0 ]: \1 T
  22. {( ?/ w: P. J8 K4 W  E0 g% N
  23. //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断
    : r" k5 ]4 r4 A# S! r
  24. if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000))0 _; Z$ z% [& T7 {: f. T
  25. {0 W" [3 t* k9 r+ j6 v
  26.        while (1);
    + H1 Z1 B+ j5 s0 \' _# T5 j
  27. }" w) ]. ?3 b% \/ ]8 O/ j

  28. 1 l4 X5 ?5 K# |3 B7 {9 J
  29. time_delay=nus;//读取定时时间
    7 }5 n, w3 i$ I1 n
  30. while(time_delay);
    + U' D# [" F( I5 [1 t4 ~
  31. SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    0 i0 c* E, z8 M. v8 a( x
  32. SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
    9 ^# M+ K+ d- N/ P  Y6 B
  33. }
    * [0 a6 h% J1 n7 y
  34. : n& N) `! l5 N+ h. s* ~
  35. //在中断中将time_delay递减。实现延时
    % R2 j: O0 M/ ]4 E  e% f
  36. void SysTick_Handler(void)6 `, I# p8 O6 H9 E
  37. {
    4 e# W, a# z2 N7 M3 P, Z* W1 M
  38. if(time_delay)
    . X  V* `$ D* d# U" ^
  39.         time_delay--;
    4 u4 J6 `' }- `: d- A0 F
  40. }
复制代码
: j5 R3 B4 k( [/ [4 j
还有一种标准写法:
  1. static __IO u32 TimingDelay;' d4 E2 g2 u  B! w( w! |( B
  2. #define delay_ms(x) delay_us(1000*x)       //单位ms  J; w, R8 k" n# h$ T5 L
  3. /**
    - i5 C1 X( y; |8 w& {& o
  4. * @brief   启动系统滴答定时器 SysTick
    ; z9 ~, m; @( u+ g$ ^
  5. * @param   无  d0 {( Y, `% u8 {% ?' N( {
  6. * @retval  无2 K% d7 l0 E0 }( d
  7. *// K- c1 L, U, L% @. R: |
  8. void sysTick_init(void)
    4 l, g% b' e0 Q, D, [
  9. {1 K' ], Z0 ?9 N/ I! f$ L& h
  10.        /*SystemFrequency / 1000    1ms中断一次7 Y& ^3 t, e" h  a: O- r: Q
  11.         * SystemFrequency / 100000 10us中断一次) C% q8 V2 v9 T( z: Q
  12.         * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
    4 [/ X  Q- M2 L) s1 p7 a+ `1 d
  13.         */
    : Y% K( \( ^4 Z- S8 t7 u' c
  14.        if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))       //ST3.5.0库版本
    0 {  ~9 o$ |. V! R- A
  15.        {
    # {! {+ H/ Y- z* l
  16.               /*Capture error */
    , I3 L3 E5 A2 O' l$ m5 g8 o
  17.               while(1);  b' ^0 `$ S7 p! J. R8 l+ d: M
  18.        }) D/ p; a6 L* N' ]5 X
  19.        //关闭滴答定时器
    ( l  T$ T1 T$ B' i4 ^* v' e
  20.        SysTick->CTRL&= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    / R' y( _5 L, J! ]! @4 \7 ^4 @# w" g
  21. }+ k: ?0 J" v2 ]/ C+ F

  22. 9 W$ b3 r6 `* z7 z0 |1 _
  23. /**# |  c) |% ?0 J
  24. * @brief    us延时程序,1us为一个单位
    ' s3 p8 t. [% Z& F
  25. * @param    nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 1us = 1us+ T# N: L7 I. y) D. c- {: }0 P
  26. * @retval   无
    , L7 V# L, `. d  r( E/ _
  27. */
    3 o; M& q! G) ?
  28. void delay_us(__IO u32 nTime)- S: L# F: }2 d3 H  M* K& e
  29. {
    # c) w9 n& z5 p2 ^
  30.        TimingDelay= nTime;      6 z' W7 t7 R' U1 b1 M- b
  31.        //使能滴答定时器
    $ k6 K1 p: E* v+ e" t+ L+ F
  32.        SysTick->CTRL|=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;% A  m. j1 o2 M, ^) U. p
  33. ( Y0 t% ^& A7 d& t/ Z! R
  34.        while(TimingDelay!= 0);/ f6 @( ^7 d/ r) y2 d
  35. }
    . [' S  ]/ ^8 f& j" V, N4 e
  36. # ^5 B! J6 N: ?7 F! R. v
  37. /**
    3 Z* n! o, V$ n1 e; x
  38. * @brief      获取节拍程序
      _$ q2 ^$ }; k( X4 T; t6 Q
  39. * @param      无
    - L4 u7 k" v9 P
  40. * @retval     无
    $ T. H/ X% Q3 d% z) z. z5 |
  41. * @attention  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用
    + H5 v; N9 L( v) e/ R
  42. */
      K$ U2 G1 x- m, \2 u: X
  43. void TimingDelay_Decrement(void)' q' i9 i; r8 x  Z! W
  44. {
      _9 v/ J0 D3 D8 I4 t
  45.        if(TimingDelay != 0x00)
    * r3 W/ j8 u! r; |: I# z
  46.        {
    2 x# f) K9 {0 ^/ W: y( G* d
  47.               TimingDelay--;% @" u6 f- K$ @$ y6 U9 U. j
  48.        }6 Q" r6 E/ S: f/ v9 P
  49. }
    4 N) T% ^# ^+ ~$ e% n2 {$ g' Z% ~$ T
  50. /**. t; U6 a. c1 k/ C

  51. ' S: z" G6 X/ X1 C
  52. * @brief  This function handlesSysTick Handler.
    7 r4 `# p7 e/ w7 b
  53. * @param  None
    ! ^' P8 k% W: U3 ^% J0 ~
  54. * @retval None) C' d5 A, g1 }' ^- |1 K
  55. */+ A! I; \* l' F% ^% Y* D  i
  56. void SysTick_Handler(void): P* p8 r6 ~. N0 n" M) A. s, M
  57. {8 {# o9 ?6 L# O1 A' {
  58.        TimingDelay_Decrement();   
    6 x' A3 P5 k( N) @0 E4 \
  59. }
复制代码

- m+ R& w  O% Q% m' R- U, M
2.非中断方式
SysTick的时钟以 HCLK(AHB 时钟)或 HCLK/8作为运行时钟,在这里我们选用内部时钟源72M,固定为HCLK 时钟的1/8,所以SYSTICK的时钟为9M,即SYSTICK定时器以9M的频率递减。SysTick主要包含CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等4 个寄存器。
CTRL: SysTick控制和状态寄存器
LOAD: SysTick重装载值寄存器
VAL:    SysTick当前值寄存器
CALIB:SysTick校准值寄存器
对这几个寄存器的操作被封装到core_cm3.h中:
3.2.png
           
STM32中的Systick 部分内容属于NVIC控制部分,一共有4个寄存器,名称和地址分别是:
STK_CTRL,     0xE000E010 --  控制寄存器      
表1SysTick控制及状态寄存器
3.3.png
第0位:ENABLE,Systick 使能位  (0:关闭Systick功能;1:开启Systick功能)      
第1位:TICKINT,Systick 中断使能位(0:关闭Systick中断;1:开启Systick中断)      
第2位:CLKSOURCE,Systick时钟源选择(0:使用HCLK/8 作为Systick时钟;1:使用HCLK作为Systick时钟)   
第16位:COUNTFLAG,Systick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick 已经数到了0,则该位为1。如果读取该位,该位将自动清零
STK_LOAD,    0xE000E014 --  重载寄存器
表2SysTick重装载数值寄存器
3.4.png
Systick是一个递减的定时器,当定时器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重装载,继续开始递减。STK_LOAD  重载寄存器是个24位的寄存器最大计数0xFFFFFF。
STK_VAL,     0xE000E018 --  当前值寄存器   
表3SysTick当前数值寄存器
3.5.png
也是个24位的寄存器,读取时返回当前倒计数的值,写它则使之清零,同时还会清除在SysTick 控制及状态寄存器中的COUNTFLAG 标志。
STK_CALRB,  0xE000E01C --  校准值寄存器
表4SysTick校准数值寄存器
3.6.png
校准值寄存器提供了这样一个解决方案:它使系统即使在不同的CM3产品上运行,也能产生恒定的SysTick中断频率。最简单的作法就是:直接把TENMS的值写入重装载寄存器,这样一来,只要没突破系统极限,就能做到每10ms来一次 SysTick异常。如果需要其它的SysTick异常周期,则可以根据TENMS的值加以比例计算。只不过,在少数情况下, CM3芯片可能无法准确地提供TENMS的值(如, CM3的校准输入信号被拉低),所以为保险起见,最好在使用TENMS前检查器件的参考手册。
SysTick定时器除了能服务于操作系统之外,还能用于其它目的:如作为一个闹铃,用于测量时间等。要注意的是,当处理器在调试期间被喊停( halt)时,则SysTick定时器亦将暂停运作。
程序如下,相当于查询法。
  1. static u8  fac_us=0;                                            //us延时倍乘数                 ! X% t% e& ?2 a/ I
  2. static u16 fac_ms=0;                                            //ms延时倍乘数0 y$ C( n) b- W8 L9 P# E1 `( k
  3. //SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8$ G+ \* A& ^4 U& o( f; ]
  4. //SYSCLK:系统时钟
    7 w6 u2 m6 s$ R4 t4 u
  5. /**
    . R# N+ o1 G; X
  6. * @brief  初始化延迟函数
    5 c, ~' E% {/ @. s, E3 F
  7. * @param  None
    + G# I* k  a) c( Y% y( d4 V
  8. * @retval None  P/ r# Y" W  H+ {& P& D
  9. */3 I: ]4 x+ d0 e) Z
  10. void sysTick_init()
      x, [- l5 W. W+ i! ?
  11. {
    & [* X' q4 l* U; \- m/ f+ `
  12.        //SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8
    0 X: s; K: u3 ?% ^
  13.        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);    //选择外部时钟  HCLK/8
    ( m2 H, t0 V0 I
  14.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 / N& X, P8 D' Z
  15.        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                 //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数  
    ) I0 M( J  B2 M+ P
  16. }                                                         
    5 u" E$ y( u7 }4 R0 P9 c
  17.       $ a% g- P5 A/ ?1 C; K# i
  18. /**' Y8 G: I: m3 ^+ Q% m6 Q( W
  19. * @brief  延时nus
    9 a; A5 P3 @, C$ S; u7 }
  20. * @param  nus为要延时的us数.4 P4 _$ f/ E8 L
  21. * @retval None
    3 N) K, ]0 B! T; N8 R' q6 n$ ?2 n
  22. */
    & w/ Z6 b) W  E$ m" B
  23. void delay_us(u32 nus)
    / W$ f& e6 o: K. S; ~& X8 R
  24. {            
    0 U( l& L# {! t6 O" u- ~' g
  25.        u32temp;               
    # S  t( u  n8 |1 Q1 Q- }
  26.        SysTick->LOAD=nus*fac_us;                              //时间加载              
    % H" I1 X5 h: t" H
  27.        SysTick->VAL=0x00;                                     //清空计数器4 f3 p4 w+ D3 ^. j# h0 t
  28.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数   
    % v# w5 Y+ r6 b6 o. `3 n
  29. 4 k# F- I! r1 ^! {) T
  30.        do
    . V0 [# ~# j7 S  Y+ H" k6 q
  31.        {6 ]1 h' K) e$ `3 h
  32.               temp=SysTick->CTRL;
    $ w, O' `- B+ G' H+ c; }8 l$ x& G& d
  33.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    9 o8 G2 b* N, D- M
  34.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器& U  k, F5 R+ O; a' {) @8 B
  35.        SysTick->VAL=0X00;                                       //清空计数器   
    / O- U# ~# @6 i6 o0 n6 V! m3 j$ {$ B
  36. }, J/ W8 f* A' H( l

  37. 6 x  s1 j2 K  K+ v# t4 i1 w* p5 ^5 s3 b
  38. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
    0 r; Y) Q  H: m% z+ P! c  @
  39. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
    # Z- O; v0 y- a- o" o1 [
  40. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms, y5 \# H% P  n' f
  41. //对72M条件下,nms<=18645 B9 Z2 A" w& o7 D, |5 H: u
  42. /**7 _4 }! a+ S! d! S- c* l2 Q* A
  43. * @brief  延时nms
    ) \, q( }! y# {
  44. * @param  nms为要延时的nms数.. A* T) E. E3 }: a9 X& q
  45. * @retval None
    ! c" d  m& H& P
  46. */8 _0 k% c* U+ }2 U. _" R
  47. void delay_ms(u16 nms)
    * i: V; f8 V2 }0 v
  48. {                          2 f; e+ a% Q$ j" Y
  49.        u32temp;             " \3 X* e) b& }4 X$ o
  50.        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;                    //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
    & l+ ?. ?' \# y
  51.        SysTick->VAL=0x00;                                             //清空计数器0 N# v/ k0 s5 x
  52.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数 5 G6 m+ k4 R$ o+ G( i( I
  53. ' m* ~9 m5 G9 e* L5 ~
  54.        do2 M6 K. z" x% h
  55.        {
    0 k, i! A3 X. u: v3 N
  56.               temp=SysTick->CTRL;
    " i: G1 K( r, P: H
  57.        }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));         //等待时间到达  
    $ m: }5 `; N/ Y8 K
  58. : d$ W3 W& G3 a2 o$ n; R
  59.        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器4 ]: v/ n4 [1 i  `: X3 ~( m2 k) u
  60.        SysTick->VAL=0X00;                                     //清空计数器              
    % r* D4 A! f( x8 Y1 j% ]7 N# A
  61. }
复制代码
' z$ K9 a% |- g: W, V7 {
5 V# I4 j, {7 F* a# ?$ t
前文所述的两种方式各有利弊,第一种方式采用库函数,编写简单,由于中断的存在,不利于在其他中断中调用此延时函数,还需要考虑中断嵌套和中断优先级的问题。第二种方式直接操作寄存器,看起来比较繁琐,其实也不难,同时克服了中断方式实现的缺点。

4 M) Y5 t! |: q: }8 N: d( O
3 RTOS延时
4 `; T. I' ?# m& f
在RTOS中,我们时常需要高精度的定时,一般RTOS都有延时函数,但是不够精确,我们还是用SysTick 定时器,采用寄存器方式进行延时,代码如下:
  1. /*Includes*********************************************************************/2 D& X# M) e* W. @

  2. ( m4 ^) n/ l5 i* ]% |
  3. #include"./SysTick/stm32f103_SysTick.h") M3 q4 C# b) Z+ I# H7 ?* A& q
  4. : C+ S" m8 g. q7 p7 g( V. K
  5. #define SYSTEM_SUPPORT_OS             1            //定义系统文件夹是否支持UCOS# h- R, e6 I7 Q% C9 X) k! S3 h' G
  6. //如果使用rt-thread,则包括下面的头文件即可.) V' `  `7 n) ?, R
  7. #if SYSTEM_SUPPORT_OS
    0 T3 R' Q/ V5 @8 h. l3 L
  8. #include "rtthread.h"                     //支持OS时,使用
    0 F+ K, N& V8 d2 t  L: V  w" a
  9. #endif
    ' k4 U& d! ]- d+ E) n# \

  10. 0 C, T! K  l1 n* N8 ~6 Y5 x
  11. //********************************************************************************
    ( w# U2 z$ e/ b( u4 p" `/ Q" u( ?
  12. static uint32_t fac_us=0;                                            //us延时倍乘数9 @9 _+ z! ?3 L' F0 t; @) Y

  13. ; {/ I0 W3 i; w4 _/ G* f: a
  14. #if SYSTEM_SUPPORT_OS      ' u8 {! x, R1 O
  15.     static uint16_t fac_ms=0;                             //ms延时倍乘数,在os下,代表每个节拍的ms数
    8 D/ P9 y$ \/ {; G* t
  16. #endif
    / |" C! V# a) a! B4 k% @

  17. 0 ]9 f$ q& H, `3 l& T3 k
  18. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                          //如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于rt-thread).( h; h0 F) P1 O
  19. //当delay_us/delay_ms需要支持OS的时候需要三个与OS相关的宏定义和函数来支持* }) \+ E( D9 V# _* E# K
  20. //首先是3个宏定义:
    " i, q' v2 p& k8 v8 t- C& u' J
  21. //delay_osrunning:用于表示OS当前是否正在运行,以决定是否可以使用相关函数2 w( a# F2 z8 k( r6 d
  22. //delay_ostickspersec:用于表示OS设定的时钟节拍,delay_init将根据这个参数来初始哈systick# ^: f: a* [% W$ c
  23. //delay_osintnesting:用于表示OS中断嵌套级别,因为中断里面不可以调度,delay_ms使用该参数来决定如何运行
    ( l0 Y4 W3 d! C2 S, h) [
  24. //然后是3个函数:
    $ l  i, k) f) Y* K0 e% u
  25. //delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度% f' T; Y2 D7 y. g
  26. //delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度2 ?7 @5 Z8 z7 p  v, K
  27. //delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.
    0 w* v+ M! n2 ]/ a5 W1 @5 r; k4 W
  28. //本例程仅作RT-Thread的支持,其他OS,请自行参考着移植5 N5 Y: |6 o) ]- c$ L
  29. //支持RT-Thread6 \. X: i$ {7 M2 J" \) ]* h

  30. 7 t2 k& {. A& h1 [9 v8 d7 r
  31. extern volatile rt_uint8_trt_interrupt_nest;
    , w/ J% w3 K5 q' R9 q- ~1 K
  32. //在board.c文件的rt_hw_board_init()里面将其置为1
    ) K& Q1 O2 k2 T# ^5 _, E

  33. 3 ?6 v( ]2 {6 k! [1 v6 u1 x
  34. uint8_t OSRunning=0;
    2 c: V: s) ], n2 N
  35. 5 S. |% k: Z8 S$ V# P
  36. #ifdef    RT_THREAD_PRIORITY_MAX                                        //RT_THREAD_PRIORITY_MAX定义了,说明要支持RT-Thread   2 p: ?4 g2 z5 {: `, ?
  37. #define delay_osrunning         OSRunning                           //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
    * C3 `' _4 ]# d) B
  38. #define delay_ostickspersec   RT_TICK_PER_SECOND     //OS时钟节拍,即每秒调度次数2 l' k4 ]- B: z. i) _
  39. #define delay_osintnesting    rt_interrupt_nest             //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
    ; Q+ g2 g# V4 l, g6 a
  40. #endif
    : r; o( j- W& t* g0 e0 T

  41. / s" c0 b1 b/ b1 U0 ^
  42. //us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)  ^1 `+ \' S5 M1 B- L/ e6 t  S; U
  43. void delay_osschedlock(void)( ~; l3 x' D$ {+ a" d
  44. {1 i/ m$ U' b2 K" E" C; j
  45. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX; q, G8 w4 v  v
  46.         rt_enter_critical();
    7 h0 H* d+ A7 `$ S8 f! f
  47. #endif  1 Z) G( u% }. x" x/ ?
  48. }( p3 A( F$ c6 l  g* o+ [9 t
  49. + Y6 D3 a) i5 ?) C. y! u" ^2 e
  50. //us级延时时,恢复任务调度# ]5 l# {2 E0 h) B+ N4 L" m
  51. void delay_osschedunlock(void)
    : ?/ Y) ^0 E$ e6 ^
  52. {     % j! ^9 b, @$ e) R& O' i
  53. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX
    8 j1 J$ K+ V5 U4 h! X
  54.          rt_exit_critical();
    % N# d8 x& h# Y3 x! f
  55. #endif  + e  u" G! w4 ?( [7 ^
  56. }
    6 p. g: |4 |, C7 T+ |% h! E# f. O
  57. //调用OS自带的延时函数延时3 _! m9 L" b& @
  58. //ticks:延时的节拍数; F& k; h. Z& B$ z; f' d) y! S
  59. void delay_ostimedly(uint32_tticks)" A4 ?# n+ e) m" K  p
  60. {* G  ?$ ~0 W3 o1 f1 y' Y' j# b+ X
  61. #ifdef RT_THREAD_PRIORITY_MAX2 D' t4 t" w1 v0 j  c0 r  E$ m! L
  62.          rt_thread_delay(ticks);; O* k% y; H9 `4 t
  63. #endif   
    / c  G* _) z6 r7 d
  64. }+ t) A4 u5 ~' I- G' h
  65. #endif7 Y* T3 ^+ e- R5 V, v9 ~$ y
  66.    
    + s. Y/ g1 ^( R2 Q6 ?) b  ^
  67. //初始化延迟函数
    : W# ~' e$ {3 ^: p
  68. //当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍2 i+ U* V& P5 p& y
  69. //SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
    4 `4 H9 Z, S* y+ s6 C7 J( K
  70. //SYSCLK:系统时钟频率9 b6 |7 o) ]! R! [0 M+ z0 w5 z* R0 i
  71. void delay_init(), H) D! n- p3 r( ~) O4 a- E% @) w
  72. {
    ( u( Z! G3 h' Y; M& s0 t% T, P3 M
  73. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.% h/ I9 T' h! N' L  w3 L# P
  74.        uint32_treload;; K& B9 m# q8 i' }- Q
  75. #endif
    3 |- s* [! Q# n" p1 s
  76. SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);      //选择外部时钟  HCLK/81 w7 L9 Z2 t4 ^
  77.        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                           //为系统时钟的1/8 9 x: e- O2 Z5 D+ _  t
  78. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                   //如果需要支持OS." }: B( _: d8 n2 {* C# n9 R
  79.        reload=SystemCoreClock/8000000;                           //每秒钟的计数次数单位为K              ) a4 s* g  u4 i* \4 A  T, @2 |
  80.        reload*=1000000/delay_ostickspersec;      //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
    ! b/ A; L4 V$ c( q; n1 d
  81. ) o1 F- J8 v- r! A
  82.                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右     
    " k$ W/ P) Q' l9 v; l/ C  M
  83. : t) _9 `' }( J. Y( \* N5 p5 j( a$ K
  84.        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;              //代表OS可以延时的最少单位      
    ; n9 g" _; [8 B+ o0 [
  85.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断/ |. Z. h+ ]) p+ L2 H) u$ W; P' m
  86.        SysTick->LOAD=reload;                                     //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次 ; _# w, a# S' F
  87.        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启SYSTICK/ ?- P  T. p5 E5 ]2 X4 m) o* j3 k& b! I
  88. #endif
    8 {5 z. ^& }% A9 i6 f! c
  89. }                                                          - s8 A" ?# b& P; `

  90. " x% b4 |8 _) q( [7 s3 s
  91. #if SYSTEM_SUPPORT_OS                                         //如果需要支持OS.
    & t1 l# m& e# q( w
  92. //延时nus% j( k0 A1 ^8 K& q9 s# b5 `* G
  93. //nus:要延时的us数.    : O, v" y- `5 d* G0 Z
  94. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                                                 6 Y5 l  Q4 E0 V# X
  95. void delay_us(uint32_t nus)
    0 V; Y. Y1 \) j/ Q. y
  96. {            
    % Y/ C( n& _! {$ `
  97.        uint32_tticks;
    5 K$ A/ K: f3 d3 w; k& o
  98.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    ' _  V8 U0 ^) M  Z: ]/ L
  99.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  : L) b1 g- D& D& e  @# A7 W9 h
  100.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数
    ! d" h* k3 }9 w1 S, y& t$ h
  101.        delay_osschedlock();                             //阻止OS调度,防止打断us延时' r! p9 P' v/ `4 R1 E# J. a" P" Q
  102.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值; d* Z2 W9 p; J& R3 I
  103. 2 V3 ?, B5 N6 \. ?: P% f0 M
  104.        while(1)& d8 A& k* c) K. L+ f" ]
  105.        {' n  s( N% ^  l0 h1 [& I5 `
  106.               tnow=SysTick->VAL;  % L! g& C: E) q: M4 V4 w* y) j
  107.               if(tnow!=told)7 P. l& W" o5 a" g
  108.               {         % G4 r' ^( W, D( K  T3 G2 ^% z
  109.                      if(tnow<told)! T( k, E' r5 R
  110.                          tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.5 r. U1 X& }; C4 ^8 V$ y7 U
  111.                      else- m' u: y' I# p( o
  112.                          tcnt+=reload-tnow+told;   
    6 J# y  p9 n- q/ m: f/ K4 c. J  \/ Q
  113.                      told=tnow;) d. m/ k) [" p6 r! J- ]2 `) ?
  114.                      if(tcnt>=ticks)
      n. U6 h; p5 ~. y& F
  115.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.) R+ B7 C/ ~; a  ]# R5 w
  116.               }
    : Q) C7 B  h; }. j- Q" R8 v
  117.        };
    % Z* |) u  s9 \
  118.        delay_osschedunlock();                                //恢复OS调度                                                                           
    ; H, K, [" w' }6 T
  119. } ! B6 d7 R+ }$ \) s! k' z" \
  120. # a" i* m! \1 r% h5 g, q
  121. //延时nms/ V" o. O$ A0 ~' l  h0 B
  122. //nms:要延时的ms数8 y' C& r. {( F( R6 @
  123. //nms:0~65535
    5 Z1 p' `/ |, W8 N) k
  124. void delay_ms(uint16_t nms)
    1 {, v: _. E6 ~# A
  125. {     
    1 j) i3 u0 N. _
  126.        if(delay_osrunning&&delay_osintnesting==0)//如果OS已经在跑了,并且不是在中断里面(中断里面不能任务调度)        
    $ W9 x, R: i2 y2 Y- ^- l1 I. R
  127.        {              . |8 y" v3 F7 `" ^! P: z
  128.               if(nms>=fac_ms)                                    //延时的时间大于OS的最少时间周期5 X( R( s) B( I6 E. @
  129.               {2 D3 d, k+ W; P; u# ?% p1 X
  130.                   delay_ostimedly(nms/fac_ms);      //OS延时
    , W# g; u$ a( B, x% p
  131.               }1 c$ Y  V8 ?$ m* E5 _+ p
  132.               nms%=fac_ms;                                       //OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时   
    0 O, m$ b( _& s
  133.        }
    * Y: ~  b& _1 y: A1 b7 w4 x
  134.        delay_us((uint32_t)(nms*1000));                       //普通方式延时
    , m) S3 n2 B5 N: R- ^3 U
  135. }
    . l* l2 v$ j6 M

  136. % Z1 r* |5 F4 ?4 F$ g6 a) y
  137. #else  //不用ucos时( K( G4 G1 Y1 x# O5 s/ P+ ?% n
  138. //延时nus' ], S4 C% {& E% p3 q+ Y
  139. //nus为要延时的us数.
    % @6 l$ h7 k0 V2 X
  140. //nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    % X& Y: l# n9 o5 D
  141. void delay_us(uint32_t nus); j' C0 j: m0 s
  142. {            
    & C. K) o+ m& ]+ w7 H9 S
  143.        uint32_tticks;/ Q  W1 E+ k! [* n5 G
  144.        uint32_ttold,tnow,tcnt=0;
    5 G/ E* A) D) E, n" D& L
  145.        uint32_treload=SysTick->LOAD;                         //LOAD的值                  
    ( G* w' C1 _* A2 r0 ^: F+ \
  146.        ticks=nus*fac_us;                                       //需要的节拍数6 u5 [$ M! x' c' u+ z" ]  ]# Z" v0 r4 G
  147.        told=SysTick->VAL;                                //刚进入时的计数器值
    3 y  Q6 o# m3 O% D/ [" G& g8 k( s
  148.        while(1)+ S" J- l/ U$ }9 F6 n$ K5 b6 p3 J
  149.        {$ _( s) k- f0 ]+ i
  150.               tnow=SysTick->VAL;  ' c0 k' r  d: Q2 m8 h# e2 \& K1 @- \
  151.               if(tnow!=told)
    ' C% y8 v1 S' j6 W4 @# {' ^
  152.               {         ' C7 ^9 L+ c" [& E( ?; ~; e
  153.                      if(tnow<told)4 Q( f% x7 G0 ~! J2 ~, n$ G+ F) W
  154.                         tcnt+=told-tnow;//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.* h* I2 F- V! ?7 O! r% g0 q
  155.                      else! {1 r7 N9 @1 ]3 w. }2 q
  156.                         tcnt+=reload-tnow+told;   8 X4 P* L+ ~4 c4 ]3 Y
  157.                      told=tnow;, j7 @2 l6 u4 W' I0 i* {1 D  c
  158.                      if(tcnt>=ticks)
    + i- R* E  t) s% O
  159.                         break;                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
      S5 f; D# b# W. R9 f2 B
  160.               }
    ; ]0 j- H* ~; T! C) |( }
  161.        };: E9 A* P/ B8 d8 e" f" e( R
  162. }
    8 ]6 X2 f+ ^& a3 E
  163. //延时nms: G0 q) R/ ^9 z+ i( d1 t( ~
  164. //nms:要延时的ms数( M. _# X" f+ A, q
  165. void delay_ms(uint16_t nms)0 L' I5 _! F; d& }  L0 j4 r
  166. {
    ' H  ?7 Z$ A6 e: c3 k* f4 x
  167.        uint32_ti;- l2 N( M' h' g$ S1 e3 L2 k
  168.        for(i=0;i<nms;i++)8 |: |# Z6 {5 l5 A' u2 y
  169.        {     
    - S+ R! b: g* j% C$ u3 x
  170.               delay_us(1000);2 p5 Y4 J$ D# ]) u' U8 B, P) H; W
  171.        }% B. Y+ t2 D9 Q- s5 O/ ^- T; S
  172. }5 N  m& q/ x. c0 {9 i
  173. #endif
复制代码
* T" @) N3 }# Q% A* ]& \1 q) J% W
以上代码适配RT-Thread实时系统,针对系统嵌入式系统需要进行修改,以上代码包含了裸机的延时函数。值得注意的是,初始化函数在board.c中调用的。
3.7.png
【ps】针对RT-Thread官方是有高精度延时方案的,大家也可参考:
文章出处:  嵌入式实验楼

4 h1 B! z& y) ~" h4 E( O6 r) r; ]) z- m
1 收藏 1 评论6 发布时间:2021-1-20 15:00

举报

6个回答
boclandc 回答时间:2021-1-20 15:23:24
收集归纳比较好!
zhongwn 回答时间:2021-1-20 15:39:19
学习了,mark一下
radio2radio 回答时间:2021-1-20 18:57:48
这叫什么高精度呀,只能说是普通石英晶体振荡器的精度。
# F! w, \: v" U2 z( t( h2 N6 R/ H2 K! D
要能够保证连续运行一个月,时间累计误差不超过几秒钟的,才对得起高精度一词。
goyhuan 回答时间:2021-1-20 19:40:03
good job
kylixyao 回答时间:2021-1-23 20:23:52
高精度还是用定时器比较合适
胤幻1988 回答时间:2021-1-25 10:40:20
这不就是正点原子的代码么,大哥~~

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