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[導讀]CU BEMX 可視化初始化配置,結合 HAL 庫,給我們開發(fā)帶來了很多便利。

CU BEMX 可視化初始化配置,結合 HAL 庫,給我們開發(fā)帶來了很多便利,但 HAL 庫封裝的延時函數(shù)目前僅支持 ms 級別的延時,日常很多情況下會用到 us 延時,特別是一些傳感器的數(shù)據(jù)讀取過程,對時序要求比較嚴格,us 延時必不可少,基于此項需求,此次給大家介紹 3 種 uS 延時的實現(xiàn)方式,方法同樣適用標準庫,不足之處,還請大佬指出。

實驗目標

  • 使用普通定時器實現(xiàn) us 延時
  • 使用 Systick 功能實現(xiàn) us 延時
  • 使用 for 循環(huán)實現(xiàn) us 延時

1、普通定時器實現(xiàn) us 延時

使用定時器 TIM2 來實現(xiàn) us 延時,采用 cubemx 對工程進行配置,時鐘是 MCU 的心臟,先對時鐘進行配置。

1.1、外部時鐘選擇

也可以使用內(nèi)部 RC 高速時鐘,本次主要介紹使用外部高速時鐘,上圖:

我板子上焊接的是 8M 的晶體,如果小伙伴們的板子上不是 8M,根據(jù)自己的晶振頻率配置即可,左側圈 1 中,可以根據(jù)自己的晶體頻率,輸入相應的頻率,經(jīng)過分頻、倍頻后,系統(tǒng)時鐘頻率設置為最大,168MHZ,APB1 的時鐘頻率為 84MHZ,也是后面用到的 TIM2 掛載的時鐘源的頻率。


1.2、TIM2 基礎配置

這個就比較簡單了,分頻系數(shù) 83,計數(shù)單位為 84MHZ/84 = 1uS,向上計數(shù)方式,周期 65535,由于沒有使用到中斷,不需要開啟中斷。

時鐘及定時器的配置就完成了,下面是 cubemx 生成工程時的幾項設置,建議大家勾選。首先是 HAL 庫是否需要包含所有的文件,我們選擇只需要用到的文件,這樣可以縮短工程編譯時間,只編譯我們用到的庫文件,接著是勾選為每個外設生成單獨的.c .h 文件,這個建議一定要勾選,會使代碼結構非常清晰,第三點就非常的重要了,用過 cubemx 的小伙伴是否遇到過每次重新生成工程后,之前添加的文件都不見了,這一項勾選之后,會保留用戶文件。


然后是編譯器選擇,可以根據(jù)自己喜歡的 IDE 選擇,我選擇的是 KEIL5。


至此,配置工作就完成了,生成工程就可以了。

1.3、代碼實現(xiàn)

/*
 普通定時器實現(xiàn)us延時
*/ void user_delaynus_tim(uint32_t nus) {

 uint16_t  differ = 0xffff-nus-5; //設置定時器2的技術初始值 __HAL_TIM_SetCounter(&htim2,differ); //開啟定時器 HAL_TIM_Base_Start(&htim2); while( differ<0xffff-5)
 {
  differ = __HAL_TIM_GetCounter(&htim2);
 }; //關閉定時器 HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);
}
/*
 普通定時器實現(xiàn)ms延時,可直接使用HAL庫函數(shù)HAL_delay()
*/ void delay_ms_tim(uint16_t nms) {
 uint32_t i; for(i=0;i1000);
}

1.4、實現(xiàn)效果

通過延時翻轉 IO,邏輯分析儀測試延時時間,分別測試了延時 20us,500ms,下面是測量圖:


2、Systick 功能實現(xiàn) us 延時

2.1、Systick介紹

CM3與CM4包含一個系統(tǒng)計數(shù)器SysTick,是一個24位倒計數(shù)定時器,當計數(shù)到0 時,將從RELOAD寄存器中自動重裝載定時初值,只要把它在SysTick->CTRL中的使能位清除,則一直存在。寄存器介紹:

相應代碼在core_cm4.h中

/**
  \brief  Structure type to access the System Timer (SysTick).
 */ typedef struct
{
  __IOM uint32_t CTRL; /*!< Offset: 0x000 (R/W) SysTick Control and Status Register */ __IOM uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x004 (R/W) SysTick Reload Value Register */ __IOM uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x008 (R/W) SysTick Current Value Register */ __IM  uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x00C (R/ ) SysTick Calibration Register */ } SysTick_Type;
SysTick控制及狀態(tài)寄存器(0xE000_E010): 該寄存器第0位:表示SysTick使能位,0表示關;1表示開;SysTick_CTRL_ENABLE_Mask;第1位:表示SysTIck中斷使能位,0-表示關閉中斷;1-打開中斷;SysTick_CTRL_TICKINT_Mask
第2位:表示時鐘源選擇位,0,表示HCLK/8;1表示HCLK作為時鐘源;SysTick_CTRL_SOURCE_Mask;
第16位:表示計數(shù)比較標志,如果上次讀取本寄存器,計算到了0,則該位置1,如果讀取該位,該位將自動清零。SysTick的LOAD寄存器:為遞減計數(shù),是24位寄存器,最大值為0xFFFFFF;SysTick的VAL寄存器:24位寄存器,讀取時返回當前計數(shù)值,寫它則使其清零,同時會清零CTRL寄存器中的COUNTFLAG標志。

2.2、代碼實現(xiàn)

/*
Systick功能實現(xiàn)us延時,參數(shù)SYSCLK為系統(tǒng)時鐘
*/ uint32_t fac_us; void HAL_Delay_us_init(uint8_t SYSCLK) {
     fac_us=SYSCLK; 
} void HAL_Delay_us(uint32_t nus) {
    uint32_t ticks;
    uint32_t told,tnow,tcnt=0;
    uint32_t reload=SysTick->LOAD;
    ticks=nus*fac_us; 
    told=SysTick->VAL; while(1)
    {
        tnow=SysTick->VAL; if(tnow!=told)
        { if(tnowelse tcnt+=reload-tnow+told;
            told=tnow; if(tcnt>=ticks)break; 
        }
    };
}

2.3 實現(xiàn)效果

通過延時翻轉IO,邏輯分析儀測試延時時間,測試了延時 20us,下面是測量圖:

for循環(huán)實現(xiàn)us延時

這個方法比較接地氣,采用NOP空語句實現(xiàn),具體實現(xiàn)起來最好是看匯編代碼,有興趣的小伙伴可以研究研究,直接上代碼:
/*
for循環(huán)實現(xiàn)延時us
*/ void for_delay_us(uint32_t nus) {
 uint32_t Delay = nus * 168/4; do {
  __NOP();
 } while (Delay --);
}
實現(xiàn)效果:通過延時翻轉IO,邏輯分析儀測試延時時間,測試了延時 20us,下面是測量圖:

本次要分享的內(nèi)容就要結束啦,希望對us延時有疑惑的小伙伴有幫助,實現(xiàn)方法不止這些,暫時就分享這3種。


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