STM32三种延时函数实现方法

想学习单片机的同学可以关注、私信我或者在评论区回复我要入门。在51入门的时候我们第一个实验就是点亮LED灯，如果没有延时，我们就很难看到亮灭效果。

1. STM32延时函数概述

在产品开发的过程中我们会经常要用到延时函数，比如控制LED灯的闪烁、LCD屏的刷新、控制电机、一些接口驱动如I2C、SPI总线驱动等都要用到延时函数。不同的场合对于延时函数的精确度要求也是不一样的。

2.延时函数实现方法

对于延时函数的实现，主要就是两大类：软件延时和硬件延时，软件延时主要就是让CPU“空转”，通过计算不同指令周期的时间，参考CPU主频大小，大概算出延时时间，这种方法从表面看起来就不精确，但它是比较好实现；硬件延时即是在系统时钟的驱动下，通过硬件对寄存器设定累加或累减直到满足一定条件，这种延时方法能够做到很精确，而且不占用CPU资源，CPU可以设定好延时时间后去执行别的任务，这个方法就要涉及对寄存器进行设置。这里再补充一下，通过硬件进行延时，其实现又分为配置定时器延时和通过中断延时。

软件延时

软件延时很简单，代码就那么几行。

void delay_us(u16 t)

{

u16 i =0;

for(i=0;i<>

}

硬件延时

1定时器延时

STM32中CM3内核中包含一个SysTick定时器，它是一个24位倒计数定时器，计数到0后又从RELOAD寄存器中自动重装定时器初值。

外部时钟8MHZ,倍频到72MHZ,然后SysTick定时器再8分频，所以SysTick定时器的工作频率为9MHZ.也就是说一秒跳动9MHZ.又定义了fac_us和fac_ms.它们分别为延时的基数。

在STM32固件库的core_cm3.h文件中有如下结构体定义：

typedef struct

{

__IO uint32_t CTRL;

__IO uint32_t LOAD;

__IO uint32_t VAL;

__I uint32_t CALIB;

} SysTick_Type;

CTRL寄存器控制着SysTick定时器，LOAD寄存器表示计数完了以后再次重装的值，也就是下面函数马上要根据实际定时长度进行赋值的，VAL寄存器表示当前当前计数值的值，CALIB我们基本用不到这里就不进行说明。

static u8 fac_us=0;//us延时倍乘数

static u16 fac_ms=0;//ms延时倍乘数

void delay_init()

{

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//选择外部时钟HCLK/8

fac_us=SystemCoreClock/8000000; //72000000/8000000 = 9

fac_ms=(u16)fac_us*1000; //值为9000

}

这个函数是us延时函数，上面已经说了，SysTick时钟工作频率为9MHZ.

比如要延时10us.时SysTick->LOAD = 10*fac_us =10*9 =90.对于每秒跳动9MHZ的时钟，数90下，正好时间是10us.下面的以此类推。

void delay_us(u32 nus)

{

u32 temp;

SysTick->LOAD=nus*fac_us; //时间加载

SysTick->VAL=0x00; //清空计数器

SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开始倒数

do

{

temp=SysTick->CTRL;

}

while(temp&0x01&&!(temp&(1</等待时间到达

SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器

SysTick->VAL =0X00; //清空计数器

}

/* nms延时函数

注意nms的范围，SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,参数限制为(72MHz下)：

nms*fac_ms=nms*9000

算得对72M条件下,nms*/

void delay_ms(u16 nms)

{

u32 temp;

SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;//时间加载(SysTick->LOAD为24bit)

SysTick->VAL =0x00; //清空计数器

SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数

do

{

temp=SysTick->CTRL;

}

while(temp&0x01&&!(temp&(1</等待时间到达

SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器

SysTick->VAL =0X00; //清空计数器

}

2中断延时

同样使用SysTick定时器实现延时，还可以通过中断的方式去实现，通过库函数SysTick_Config()配置SysTick定时器，同时开中断，由于设置的nms会在中断中递减，所以delay_ms函数中只要不断查询time_delay的值是否为0即可，

unsigned long time_delay;

void delay_ms(volatile unsigned long nms)

{

if(SysTick_Config(SYSCLK_FREQ_72MHz/1000))

{

while(1);

}

time_delay = nms;

while(time_delay);

SysTick->CTRL = 0x00;

SysTick->VAL =0x00;

}

中断中的实现：

void SysTick_Handler(void)

{

if(time_delay)

{

time_delay--;

}

}

总结：本期先分享到这里，想要进群学习单片机编程的同学可以私信我，回复“我要入门”，与我们一起成长，喜欢的可以点个赞关注我们！软件延时实现方便，但延时不精确；硬件中断方式延时可以做到精确延时，但是要求开中断，在中断嵌套中，不利于其它中断调用此延时函数；定时器延时中断很好的解决了以上两种延时的缺点，同时又不使用中断，使用最好。

STM32延时函数的四种方法

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。

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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。

//微秒级的延时voiddelay_us(uint32_tdelay_us){

volatileunsignedintnum;

volatileunsignedintt;

for(num=0;num<delay_us;num++)

{

t=11;

while(t!=0)

{

t--;

}

}}//毫秒级的延时voiddelay_ms(uint16_tdelay_ms){

volatileunsignedintnum;

for(num=0;num<delay_ms;num++)

{

delay_us(1000);

}}

上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template

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：

/*配置SysTick为1ms */RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000);

中断服务函数：

voidSysTick_Handler(void){

TimingDelay_Decrement();}voidTimingDelay_Decrement(void){

if(TimingDelay!=0x00)

{

TimingDelay--;

}}

延时函数：

voidDelay(__IOuint32_tnTime){

TimingDelay=nTime;

while(TimingDelay!=0);}

上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template

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：

void delay_us(uint32_t nus){

uint32_t temp;

SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;

SysTick->VAL=0X00;//清空计数器 SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是没动作，采用外部时钟源 do

{

temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1</等待时长到达 SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器 SysTick->VAL =0X00; //清空计数器}void delay_ms(uint16_t nms){

uint32_t temp;

SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;

SysTick->VAL=0X00;//清空计数器 SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是没动作，采用外部时钟源 do

{

temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1</等待时长到达 SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器 SysTick->VAL =0X00; //清空计数器}

上述工程源码仓库：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/04-Delay

4、汇编指令

假如系统硬件资源紧张，或者没有额外的定时器提供，又不想方法1的普通延时，能够使用汇编指令的方式进行延时，不会被编译优化且延时精确。

STM32F207在IAR环境下

/*! * @brief 软件延时 * @param ulCount:延时时钟数 * @return none * @note ulCount每增加1，该函数增加3个时钟 */void SysCtlDelay(unsigned long ulCount){

__asm(" subs r0, #1\n"

" bne.n SysCtlDelay\n"

" bx lr");}

私信我就可以绿色图标airuimcu

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。

/*120Mhz时钟时，当ulCount为1时，函数耗时3个时钟，延时=3*1/120us=1/40us*//*SystemCoreClock=120000000us级延时,延时n微秒SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));ms级延时,延时n毫秒SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));m级延时,延时n秒SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));*/

#if defined (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */__asmvoidSysCtlDelay(unsignedlongulCount){

subsr0,#1;

bneSysCtlDelay;

bxlr;}#elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */voidSysCtlDelay(unsignedlongulCount){

__asm(" subs r0, #1\n"

" bne.n SysCtlDelay\n"

" bx lr");}

#elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */void__attribute__((naked))SysCtlDelay(unsignedlongulCount){

__asm(" subs r0, #1\n"

" bne SysCtlDelay\n"

" bx lr");}

#elif defined (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler *//*无*/#endif /* __CC_ARM */

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