STM32CubeMx開發之路—使用SysTick實現微妙延時函數delay_us()

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運行環境

• Windows10
• STM32CubeMX Version 5.4.0
• Keil5(MDK5) Version 5.28.0.0
• 硬件開發板 F103RB-NUCLEO

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簡介

本例程主要講解如何使用STM32在不用定時器的情況下使用微秒延時函數.

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STM32CubeMx基本配置

基礎配置過程請參考 STM32CubeMx開發之路—配置第一個項目

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使用printf功能

重定向printf的過程請參考 STM32CubeMx開發之路—3發送USART數據和printf重定向

CubeMX配置

查看時鐘樹

• CubeMX不需要什麼特別的配置, 只需要查看一下時鐘樹就行了, 而且在代碼中也有專門的接口調用, 這兒大家瞭解一下, 由下圖可知, 系統的時鐘爲72M HZ.

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代碼修改

• 本節的微秒延時主要是通過不斷獲取系統時間來實現的
• 在main.c文件中添加如下函數代碼

/**
 * @bieaf 微秒延時函數
 * @detail 注意:由於指令執行需要時間, 實際的延時精度約爲1微秒
 *
 * @param unsigned int Delay 延時的微秒
 */
void delay_us(unsigned int Delay)
{
    uint32_t tickstart = SysTick->VAL;                            ///<獲取當前tick
    uint32_t tickNum = 0;
    uint32_t tickMax = SysTick->LOAD + 1;
    uint32_t delay_usvalue = (tickMax / 1000) * Delay;            ///<計算一共需要延時的tick
    while(1)
    {
        uint32_t cur_tick = SysTick->VAL;
        if (cur_tick > tickstart)                                 ///<進行了一次重載
        {
            tickNum = tickstart + (tickMax - cur_tick);
        }
        else                                                      ///<未進行過重載
        {
            tickNum = tickstart - cur_tick;
        }

        if (tickNum > delay_usvalue)                              ///<達到延時的tick數
        {
            return;
        }
    }
}

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• 在主函數main()中添加如下測試函數

while (1)
{
  static unsigned int start_time = 0;
  static unsigned int end_time = 0;
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */


  start_time = SysTick->VAL;    ///<延時前獲取tick
  delay_us(10);                 ///<延時
  end_time = SysTick->VAL;      ///<延時後獲取tick
  
  printf("delay time tick is %d\r\n", start_time - end_time); ///打印輸出
  HAL_Delay(1000);
}
/* USER CODE END 3 */

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• 結果分析, 如下圖所示:
• 我們延時的時間爲10us, 會發現tick相差的是756,是不是我們的延時函數錯了呢?
• 進一步分析, 系統時鐘是72M HZ的, 也就是說1s系統時鐘走72M次, 也就是說1us走72次
• 10us的時間應該走72 * 10 = 720次,而我們測試的結果爲756次, 多了36次約爲0.5us
• 這些時間是哪兒多出來的呢?
• 如果你使用過彙編, 你可能就知道, 進出函數的跳轉指令, 取指令, 讀指令, …等各種指令需要時間的,多出來的時間就是那些時間造成的誤差.
• 有沒有辦法消除這些誤差?
• 辦法是有的, 不過這和系統相關, 可以經過多次測試, 在延時函數裏面減去多的這些時間誤差, 這兒不詳細說明, 一般對於要用的微秒延時的像軟件IIC這樣的功能, 這些誤差是沒有影響的,大可放心使用.

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源碼

STM32F103rb_delay_us.zip

備註：提供一下個人微信號 Hleafleafleaf，歡迎加好友，共同學習！共同進步！

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