新唐单片机如何生成精确延迟

1万 · 2024-5-20 20:00

假如使用者想要产生精确的延迟时间，建议使用 __nop() 函数来组合达成。__nop() 函数能够产生 1 个精确的 CPU 频率周期延迟时间。然而，由于 flash 的速度低于 CPU 的频率速度，在 CPU 内部有快取优化的技术，编译程序也会自动针对程序做优化，造成__nop() 函数组合出来的时间会与预期的时间不同。因此，建议将程序代码放置于 SRAM 中执行，以避免优化造成的非预期延迟时间问题。

以产生 2 us 的延迟时间为例:

(1) CPU 频率= 32MHz => 1 CPU 频率周期花费 1/32000000 sec = 31.25 ns

(2) 2 us 延迟时间 = 2000 ns / 31.25 ns = 64 次 CPU 频率周期

1. 于KEIL的项目中加入一个新的.c文件

2. 将文件位置指定至SRAM

3. 设定 Linker

4. 编写延迟程序代码

由于执行一次 for 循环需要花费 5 个 CPU 频率周期的时间，因此可以使用以下的方式达到 2 us 的时间延迟

(1) 执行一次 for 循环需要 5 个 CPU 频率周期

(2) 执行一次 __NOP() 指令需要 1 个 CPU 频率周期

(3) 64 个 CPU 频率周期 = 8 ( 5 ( for 循环 ) + 3 * 1 ( __NOP() ) )

void Delay_Test_Function（void）
{
for（i = 0; i <8; i ++）/ *延迟2微秒。* /
{
      __NOP（）;
      __NOP（）;
      __NOP（）;
}
}

5. 测试

使用者可以利用下列程序代码进行延迟时间的测试，透过示波器量测 I/O toggle 的时间，以观察延迟函数是否精准。由于 CPU 需要下指令让 I/O 转态，因此观察到的时间中需要增加转态的指令时间 (PA0 = 0)。

执行一次 PA = 0 需花费 11 CPU 指令周期，这意味着 I/O 会持续 (64+11) * 31.25 ns = 2343.75 ns 的时间才进行转态。

void Delay_Test_Function（void）
{
uint32_t i，DelayCNTofCPUClock = 8;
PA0 = 1;
for（i = 0; i <DelayCNTofCPUClock; i ++）/ *延迟2微秒。* /
{
      __NOP（）;
      __NOP（）;
      __NOP（）;
}
PA0 = 0;
}