STM32延時函式的四種方法
微控制器程式設計過程中經常用到延時函式，最常用的莫過於微秒級延時delay_us()和毫秒級delay_ms()。本文基於STM32F207介紹4種不同方式實現的延時函式。
1、普通延時
這種延時方式應該是大家在51微控制器時候，接觸最早的延時函式。這個比較簡單，讓微控制器做一些無關緊要的工作來打發時間，經常用迴圈來實現，在某些編譯器下，程式碼會被優化，導致精度較低，用於一般的延時，對精度不敏感的應用場景中。
1 //微秒級的延時
2 void delay_us(uint32_t delay_us)
3 {
4 volatile unsigned int num;
5 volatile unsigned int t;
6
7
8 for (num = 0; num < delay_us; num++)
9 {
10 t = 11;
11 while (t != 0)
12 {
13 t--;
14 }
15 }
16 }
17 //毫秒級的延時
18 void delay_ms(uint16_t delay_ms)
19 {
20 volatile unsigned int num;
21 for (num = 0; num < delay_ms; num++)
22 {
23 delay_us(1000);
24 }
25 }上述工程原始碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template
2、定時器中斷
定時器具有很高的精度，我們可以配置定時器中斷，比如配置1ms中斷一次，然後間接判斷進入中斷的次數達到精確延時的目的。這種方式精度可以得到保證，但是系統一直在中斷，不利於在其他中斷中呼叫此延時函式，有些高精度的應用場景不適合，比如其他外設正在輸出，不允許任何中斷打斷的情況。
STM32任何定時器都可以實現，下面我們以SysTick 定時器為例介紹：
初始化SysTick 定時器：
1 /* 配置SysTick為1ms */ 2 RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks); 3 SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);
中斷服務函式：
1 void SysTick_Handler(void)
2 {
3 TimingDelay_Decrement();
4 }
5 void TimingDelay_Decrement(void)
6 {
7 if (TimingDelay != 0x00)
8 {
9 TimingDelay--;
10 }
11 }
延時函式：
1 void Delay(__IO uint32_t nTime)
2 {
3 TimingDelay = nTime;
4 while(TimingDelay != 0);
5 }
上述工程原始碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template
3、查詢定時器
為了解決定時器頻繁中斷的問題，我們可以使用定時器，但是不使能中斷，使用查詢的方式去延時，這樣既能解決頻繁中斷問題，又能保證精度。
STM32任何定時器都可以實現，下面我們以SysTick 定時器為例介紹。
STM32的CM3核心的處理器，內部包含了一個SysTick定時器，SysTick是一個24位的倒計數定時器，當計到0時，將從RELOAD暫存器中自動重灌載定時初值。只要不把它在SysTick控制及狀態暫存器中的使能位清除，就永不停息。
SYSTICK的時鐘固定為HCLK時鐘的1/8，在這裡我們選用內部時鐘源120M，所以SYSTICK的時鐘為(120/8)M，即SYSTICK定時器以(120/8)M的頻率遞減。SysTick 主要包含CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等4 個暫存器。
▼CTRL：控制和狀態暫存器
▼LOAD：自動重灌載除值暫存器
▼VAL：當前值暫存器
▼CALIB：校準值暫存器
使用不到，不再介紹
示例程式碼
1 void delay_us(uint32_t nus)
2 {
3 uint32_t temp;
4 SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;
5 SysTick->VAL=0X00;//清空計數器
6 SysTick->CTRL=0X01;//使能，減到零是無動作，採用外部時鐘源
7 do
8 {
9 temp=SysTick->CTRL;//讀取當前倒計數值
10 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待時間到達
11 SysTick->CTRL=0x00; //關閉計數器
12 SysTick->VAL =0X00; //清空計數器
13 }
14 void delay_ms(uint16_t nms)
15 {
16 uint32_t temp;
17 SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;
18 SysTick->VAL=0X00;//清空計數器
19 SysTick->CTRL=0X01;//使能，減到零是無動作，採用外部時鐘源
20 do
21 {
22 temp=SysTick->CTRL;//讀取當前倒計數值
23 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待時間到達
24 SysTick->CTRL=0x00; //關閉計數器
25 SysTick->VAL =0X00; //清空計數器
26 }
上述工程原始碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/04-Delay
4、彙編指令
如果系統硬體資源緊張，或者沒有額外的定時器提供，又不想方法1的普通延時，可以使用匯編指令的方式進行延時，不會被編譯優化且延時準確。
STM32F207在IAR環境下
1 /*!
2 * @brief 軟體延時
3 * @param ulCount:延時時鐘數
4 * @return none
5 * @note ulCount每增加1，該函式增加3個時鐘
6 */
7 void SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
8 {
9 __asm(" subs r0, #1\n"
10 " bne.n SysCtlDelay\n"
11 " bx lr");
12 }
這3個時鐘指的是CPU時鐘，也就是系統時鐘。120MHZ，也就是說1s有120M的時鐘，一個時鐘也就是1/120 us，也就是週期是1/120 us。3個時鐘，因為執行了3條指令。
使用這種方式整理ms和us介面，在Keil和IAR環境下都測試通過。
1 /*120Mhz時鐘時，當ulCount為1時，函式耗時3個時鐘，延時=3*1/120us=1/40us*/
2 /*
3 SystemCoreClock=120000000
4 us級延時,延時n微秒
5 SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));
6 ms級延時,延時n毫秒
7 SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
8 m級延時,延時n秒
9 SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
10 */
11
12 #if defined (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
13 __asm void
14 SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
15 {
16 subs r0, #1;
17 bne SysCtlDelay;
18 bx lr;
19 }
20 #elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
21 void
22 SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
23 {
24 __asm(" subs r0, #1\n"
25 " bne.n SysCtlDelay\n"
26 " bx lr");
27 }
28
29 #elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
30 void __attribute__((naked))
31 SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
32 {
33 __asm(" subs r0, #1\n"
34 " bne SysCtlDelay\n"
35 " bx lr");
36 }
37
38 #elif defined (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */
39 /*無*/
40 #endif /* __CC_ARM */
上述工程原始碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/03-ASM
備註：
理論上：彙編方式的延時也是不準確的，有可能被其他中斷打斷，最好使用us和ms級別的延時，採用for迴圈延時的函式也是如此。採用定時器延時理論上也可能不準確的，定時器延時是準確的，但是可能在判斷語句的時候，比如if語句，判斷延時是否到了的時候，就在判斷的時候，被中斷打斷執行其他程式碼，返回時已經過了一小段時間。不過彙編方式和定時器方式，只是理論上不準確，在實際專案中，這兩種方式的精度已經足夠高了。
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