打印
[STM32F4]

【stm32】delay详解

[复制链接]
3371|53
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
跳转到指定楼层
楼主
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 15:28 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
1 首先看函数:
1.1 当使用ucos时才有以下部分:
主要实现宏定义与基本函数定义。
<p>
</p><p>#if SYSTEM_SUPPORT_OS<span style="white-space:pre">                                                        </span>//如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS).</p><p>//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</p><p>//首先是3个宏定义:</p><p>//    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</p><p>//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</p><p>// 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</p><p>//然后是3个函数:</p><p>//  delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度</p><p>//delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度</p><p>//    delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.</p><p>
</p><p>//本例程仅作UCOSII和UCOSIII的支持,其他OS,请自行参考着移植</p><p>//支持UCOSII</p><p>#ifdef <span style="white-space:pre">        </span>OS_CRITICAL_METHOD<span style="white-space:pre">                                                </span>//OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII<span style="white-space:pre">                                </span></p><p>#define delay_osrunning<span style="white-space:pre">                </span>OSRunning<span style="white-space:pre">                        </span>//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行</p><p>#define delay_ostickspersec<span style="white-space:pre">        </span>OS_TICKS_PER_SEC<span style="white-space:pre">        </span>//OS时钟节拍,即每秒调度次数</p><p>#define delay_osintnesting <span style="white-space:pre">        </span>OSIntNesting<span style="white-space:pre">                </span>//中断嵌套级别,即中断嵌套次数</p><p>#endif</p><p>
</p><p>//支持UCOSIII</p><p>#ifdef <span style="white-space:pre">        </span>CPU_CFG_CRITICAL_METHOD<span style="white-space:pre">                                        </span>//CPU_CFG_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSIII<span style="white-space:pre">        </span></p><p>#define delay_osrunning<span style="white-space:pre">                </span>OSRunning<span style="white-space:pre">                        </span>//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行</p><p>#define delay_ostickspersec<span style="white-space:pre">        </span>OSCfg_TickRate_Hz<span style="white-space:pre">        </span>//OS时钟节拍,即每秒调度次数</p><p>#define delay_osintnesting <span style="white-space:pre">        </span>OSIntNestingCtr<span style="white-space:pre">                </span>//中断嵌套级别,即中断嵌套次数</p><p>#endif</p><p>
</p><p>
</p><p>//us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)</p><p>void delay_osschedlock(void)</p><p>{</p><p>#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD   <span style="white-space:pre">                                </span>//使用UCOSIII</p><p><span style="white-space:pre">        </span>OS_ERR err; </p><p><span style="white-space:pre">        </span>OSSchedLock(&err);<span style="white-space:pre">                                                        </span>//UCOSIII的方式,禁止调度,防止打断us延时</p><p>#else<span style="white-space:pre">                                                                                        </span>//否则UCOSII</p><p><span style="white-space:pre">        </span>OSSchedLock();<span style="white-space:pre">                                                                </span>//UCOSII的方式,禁止调度,防止打断us延时</p><p>#endif</p><p>}</p><p>
</p><p>//us级延时时,恢复任务调度</p><p>void delay_osschedunlock(void)</p><p>{<span style="white-space:pre">        </span></p><p>#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD   <span style="white-space:pre">                                </span>//使用UCOSIII</p><p><span style="white-space:pre">        </span>OS_ERR err; </p><p><span style="white-space:pre">        </span>OSSchedUnlock(&err);<span style="white-space:pre">                                                </span>//UCOSIII的方式,恢复调度</p><p>#else<span style="white-space:pre">                                                                                        </span>//否则UCOSII</p><p><span style="white-space:pre">        </span>OSSchedUnlock();<span style="white-space:pre">                                                        </span>//UCOSII的方式,恢复调度</p><p>#endif</p><p>}</p><p>
</p><p>//调用OS自带的延时函数延时</p><p>//ticks:延时的节拍数</p><p>void delay_ostimedly(u32 ticks)</p><p>{</p><p>#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD</p><p><span style="white-space:pre">        </span>OS_ERR err; </p><p><span style="white-space:pre">        </span>OSTimeDly(ticks,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err);<span style="white-space:pre">        </span>//UCOSIII延时采用周期模式</p><p>#else</p><p><span style="white-space:pre">        </span>OSTimeDly(ticks);<span style="white-space:pre">                                                        </span>//UCOSII延时</p><p>#endif </p><p>}</p><p> </p><p>//systick中断服务函数,使用ucos时用到</p><p>void SysTick_Handler(void)</p><p>{<span style="white-space:pre">        </span></p><p><span style="white-space:pre">        </span>if(delay_osrunning==1)<span style="white-space:pre">                                                </span>//OS开始跑了,才执行正常的调度处理</p><p><span style="white-space:pre">        </span>{</p><p><span style="white-space:pre">                </span>OSIntEnter();<span style="white-space:pre">                                                        </span>//进入中断</p><p><span style="white-space:pre">                </span>OSTimeTick();       <span style="white-space:pre">                                        </span>//调用ucos的时钟服务程序               </p><p><span style="white-space:pre">                </span>OSIntExit();       <span style="white-space:pre">        </span> <span style="white-space:pre">                                        </span>//触发任务切换软中断</p><p><span style="white-space:pre">        </span>}</p><p>}</p><p>#endif</p><div>
</div>


使用特权

评论回复
沙发
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:34 | 只看该作者
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                        //如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS).
//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
//首先是3个宏定义:
//    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
//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
// 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
//然后是3个函数:
//  delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
//delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
//    delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.

//本例程仅作UCOSII和UCOSIII的支持,其他OS,请自行参考着移植
//支持UCOSII
#ifdef         OS_CRITICAL_METHOD                                                //OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII                               
#define delay_osrunning                OSRunning                        //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec        OS_TICKS_PER_SEC        //OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting         OSIntNesting                //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif

//支持UCOSIII
#ifdef         CPU_CFG_CRITICAL_METHOD                                        //CPU_CFG_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSIII       
#define delay_osrunning                OSRunning                        //OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec        OSCfg_TickRate_Hz        //OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting         OSIntNestingCtr                //中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif


//us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
void delay_osschedlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD                                   //使用UCOSIII
        OS_ERR err;
        OSSchedLock(&err);                                                        //UCOSIII的方式,禁止调度,防止打断us延时
#else                                                                                        //否则UCOSII
        OSSchedLock();                                                                //UCOSII的方式,禁止调度,防止打断us延时
#endif
}

//us级延时时,恢复任务调度
void delay_osschedunlock(void)
{       
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD                                   //使用UCOSIII
        OS_ERR err;
        OSSchedUnlock(&err);                                                //UCOSIII的方式,恢复调度
#else                                                                                        //否则UCOSII
        OSSchedUnlock();                                                        //UCOSII的方式,恢复调度
#endif
}

//调用OS自带的延时函数延时
//ticks:延时的节拍数
void delay_ostimedly(u32 ticks)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD
        OS_ERR err;
        OSTimeDly(ticks,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err);        //UCOSIII延时采用周期模式
#else
        OSTimeDly(ticks);                                                        //UCOSII延时
#endif
}

//systick中断服务函数,使用ucos时用到
void SysTick_Handler(void)
{       
        if(delay_osrunning==1)                                                //OS开始跑了,才执行正常的调度处理
        {
                OSIntEnter();                                                        //进入中断
                OSTimeTick();                                               //调用ucos的时钟服务程序               
                OSIntExit();                                                        //触发任务切换软中断
        }
}
#endif

使用特权

评论回复
板凳
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:35 | 只看该作者
1.2 使用ucos的delay函数
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                          //如果需要支持OS.
//延时nus
//nus为要延时的us数.                                                                                      
void delay_us(u32 nus)
{               
        u32 ticks;
        u32 told,tnow,tcnt=0;
        u32 reload=SysTick->LOAD;                                        //LOAD的值                     
        ticks=nus*fac_us;                                                         //需要的节拍数                           
        tcnt=0;
        delay_osschedlock();                                                //阻止OS调度,防止打断us延时
        told=SysTick->VAL;                                                //刚进入时的计数器值
        while(1)
        {
                tnow=SysTick->VAL;       
                if(tnow!=told)
                {            
                        if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;                //这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
                        else tcnt+=reload-tnow+told;            
                        told=tnow;
                        if(tcnt>=ticks)break;                                //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
                }  
        };
        delay_osschedunlock();                                                //恢复OS调度                                                                            
}
//延时nms
//nms:要延时的ms数
void delay_ms(u16 nms)
{       
        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)            
        {                 
                if(nms>=fac_ms)                                                        //延时的时间大于OS的最少时间周期
                {
                           delay_ostimedly(nms/fac_ms);                //OS延时
                }
                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   
        }
        delay_us((u32)(nms*1000));                                        //普通方式延时  
}
#else //不用OS时

使用特权

评论回复
地板
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:36 | 只看该作者
1.3 不使用ucos的delay函数
//延时nus
//nus为要延时的us数.                                                                                      
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<<16)));                //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         
}
//延时nms
//注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对72M条件下,nms<=1864
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<<16)));                //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                      
}

使用特权

评论回复
5
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:37 | 只看该作者
1.4 无论是否使用ucos的初始化函数

//初始化延迟函数
//当使用OS的时候,此函数会初始化OS的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟
void delay_init()
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                          //如果需要支持OS.
        u32 reload;
#endif
        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);        //选择外部时钟  HCLK/8
        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                                //为系统时钟的1/8  
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                          //如果需要支持OS.
        reload=SystemCoreClock/8000000;                                //每秒钟的计数次数 单位为M  
        reload*=1000000/delay_ostickspersec;                //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右       
        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;                        //代表OS可以延时的最少单位          

        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;           //开启SYSTICK中断
        SysTick->LOAD=reload;                                                 //每1/delay_ostickspersec秒中断一次       
        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;           //开启SYSTICK   

#else
        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                        //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数   
#endif
}       

使用特权

评论回复
6
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:38 | 只看该作者
2 什么是SysTick
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,当计数到 0 时,将从RELOAD 寄存器中自动重装载定时初值,开始新一轮计数。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。 STM32 的内部 SysTick 来实现延时既不占用中断,也不占用系统定时器。
SysTick 是 MDK 定义了的一个结构体(在 core_m3.h 里面),里面包含 CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等 4 个寄存器,

使用特权

评论回复
7
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:41 | 只看该作者
2.1 SysTick->CTRL 的各位定义如图所示:

使用特权

评论回复
8
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:42 | 只看该作者
2.2 SysTick-> LOAD 的定义如图所示:

使用特权

评论回复
9
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:42 | 只看该作者
2.3 SysTick-> VAL 的定义如图 所示:

使用特权

评论回复
10
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:43 | 只看该作者
2.4 SysTick-> CALIB 不常用

使用特权

评论回复
11
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:43 | 只看该作者
2.5 ucos下的SysTick以及如何实现delay_ms与delay_us

ucos 运行需要一个系统时钟节拍(类似 “心跳”),而这个节拍是固定的(由 OS_TICKS_PER_SEC 宏定义设置),比如要求 5ms 一次(即可设置OS_TICKS_PER_SEC=200),在 STM32 上面,一般是由 SysTick 来提供这个节拍,也就是SysTick要设置为 5ms 中断一次,为 ucos 提供时钟节拍,而且这个时钟一般是不能被打断的(否则就不准了)。

使用特权

评论回复
12
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:44 | 只看该作者
因为在 ucos 下 SysTick 不能再被随意更改,如果我们还想利用 SysTick 来做 delay_us 或者delay_ms 的延时,就必须想点办法了,这里我们利用的是时钟摘取法。以 delay_us 为例,比如
delay_us(50),在刚进入 delay_us 的时候先计算好这段延时需要等待的 SysTick 计数次数,这里
为 50 * 9(假设系统时钟为72Mhz,那么SysTick每增加1,就是1/9us)(SysTick每增加9就是1us)(SysTick的频率为div8),然后我们就一直统计SysTick 的计数变化,直到这个值变化了 50*9,一旦检测到变化达到或者超过这个值,就说明延时 50us 时间到了。这样,我们只是抓取 SysTick 计数器的变化,并不需要修改 SysTick 的任何状态,完全不影响 SysTick 作为 UCOS 时钟节拍的功能,这就是实现 delay 和操作系统共用SysTick 定时器的原理。

使用特权

评论回复
13
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:44 | 只看该作者
2.6外部8M晶振原因

Systick 的时钟来自系统时钟 8 分频,正因为如此,系统时钟如果不是 8 的倍数(不能被 8 整除),则会导致延时函数不准确,这也是我们推荐外部时钟选择 8M 的原因。

使用特权

评论回复
14
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:45 | 只看该作者
3 函数详解
3.1 delay_init

delay_init 函数使用了条件编译,来选择不同的初始化过程,如果不使用 OS 的时候,只是设置一下 SysTick 的时钟源以及确定 fac_us 和 fac_ms 的值。而如果使用 OS 的时候,则会进行一些不同的配置,这里的条件编译是根据 SYSTEM_SUPPORT_OS 这个宏来确定的,该宏在 sys.h 里面定义。

使用特权

评论回复
15
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:46 | 只看该作者
void delay_init()
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                          //如果需要支持OS.
        u32 reload;
#endif
        SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);        //选择外部时钟  HCLK/8
        fac_us=SystemCoreClock/8000000;                                //为系统时钟的1/8  
#if SYSTEM_SUPPORT_OS                                                          //如果需要支持OS.
        reload=SystemCoreClock/8000000;                                //每秒钟的计数次数 单位为M  
        reload*=1000000/delay_ostickspersec;                //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
                                                                                                //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右       
        fac_ms=1000/delay_ostickspersec;                        //代表OS可以延时的最少单位          

        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;           //开启SYSTICK中断
        SysTick->LOAD=reload;                                                 //每1/delay_ostickspersec秒中断一次       
        SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;           //开启SYSTICK   

#else
        fac_ms=(u16)fac_us*1000;                                        //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数   
#endif
}       

使用特权

评论回复
16
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:46 | 只看该作者
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);这一句把SysTick的时钟选择外部时钟,SysTick 的时钟源自 HCLK 的 8 分频,假设我们外部晶振为 8M,然后倍频到 72M,那么 SysTick 的时钟即为 9Mhz,也就是SysTick 的计数器 VAL 每减 1,就代表时间过了 1/9us。

使用特权

评论回复
17
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:48 | 只看该作者
fac_us=SystemCoreClock/8000000;这句话就是计算在 SystemCoreClock 时钟频率下延时
1us 需要多少个 SysTick 时钟周期。

使用特权

评论回复
18
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:48 | 只看该作者
fac_ms=(u16)fac_us*1000;就是计算延时 1ms 需要多少个 SysTick 时钟周期,它自然是 1us
的 1000 倍。

使用特权

评论回复
19
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:49 | 只看该作者
在不使用 OS 的时候:fac_us为 us 延时的基数,也就是延时 1us时候SysTick->LOAD 所应设置的值。fac_ms 为 ms 延时的基数,也就是延时 1ms,SysTick->LOAD 所应设置的值。fac_us为 8 位整形数据,fac_ms 为 16 位整形数据。

使用特权

评论回复
20
kqh11a|  楼主 | 2022-5-31 16:50 | 只看该作者
当使用 OS 的时候,fac_us还是 us 延时的基数,不过这个值不会被写到 SysTick->LOAD寄存器来实现延时,而是通过时钟摘取的办法实现的。而 fac_ms 则代表 ucos自带的延时函数所能实现的最小延时时间(如 delay_ostickspersec=200,那么 fac_ms 就是 5ms)。

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

24

主题

499

帖子

0

粉丝