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Stm32延时与计时方法（HAL库）

2023-05-16

文章目录

  • 一.延时的3种方法
    • 1.循环延时
    • 2.定时器中断延时与非中断延时
  • 三.定时器中断式计时与延时
  • 二.定时器非中断式延时
  • 四.代码例程
  • 五.同系列博客

一.延时的3种方法

首先，先了解一下什么延时。顾名思义，延时即是延长一段时间。

1.循环延时

这是最简单的延时方法，让单片机做一些无关紧要的工作来打发时间，这里通过循环的方式实现。但是，这种方法想到做到精准延时是需要经过不断测试的。

void delay_ms(u16 time)

{    
   u16 i=0;  
   while(time--)
   {
      i=12000;  //自己定义
      while(i--) ;    
   }
}

2.定时器中断延时与非中断延时

在实际应用中，我们常采用的是定时器延时。定时器延时分为中断延时与非中断延时。两种方法在延时效果上是一样的，只是实现的过程不一样。

中断延时通过在中断中的计数值的不断递减来达到精确延时，而非中断则通过在循环里不停查询寄存器数值来达到精确延时。前者因为中断的存在，不利于在其他中断中调用延时函数。在很多延时教程中，都喜欢推荐非中断式的延时。不过对于非特殊情况，两者的效果是一样的。反而非中断延时需要操作寄存器，反而更难理解。

三.定时器中断式计时与延时

首先，需要用CubeMX配置一个定时器（以TIM4为例），配置如下：
在这里插入图片描述
步骤：

    1. 打开TIM4，将分频系数设置为71（我使用的是STM32F103C8，高速外部晶振为72MHz，分频后所得频率即为1MHz,换句话说定时器每次计数的时间间隔为1us）。分频系数的需要视自己选择的芯片而定。

   2. 重转载值设定为最大值65535，同时打开中断。定时器每次计数的时间间隔是1us，而计数到65536将会溢出产生中断，所以每一次中断的时间间隔为65535us。

   3. 已知每次中断的时间间隔（65535us），同时记录下中断的次数（TimerCnt），再加上定时器当前计数值（CNT），便能得到系统的绝对时间了。即：

SystemTimer=TimerCnt*65535+CNT

以上就是利用定时器计时的原理，他能够记录你的单片机从开机后每一刻的绝对时间。下面给出实现的代码：

volatile uint32_t TimerCnt; //定时器中断的次数（设为全局变量）

void delay_Init() //定时器初始化
{
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4); //使能定时器中断
	HAL_TIM_Base_Start(&htim4);  //启动定时器
}

uint32_t Get_SystemTimer(void)//获取系统时间的函数
{
	return htim4.Instance->CNT + SystemTimerCnt * 0xffff;
	//系统时间=定时器当前计数值+65535*定时器中断次数
}


//CubeMX生成的TIM4中断服务函数,在stm32f1xxit.c中
void TIM4_IRQHandler(void)  
{
  /* USER CODE BEGIN TIM4_IRQn 0 */
  /* USER CODE END TIM4_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim4);
  /* USER CODE BEGIN TIM4_IRQn 1 */
	TimerCnt++;  //每中断一次TimerCnt计数值+1
  /* USER CODE END TIM4_IRQn 1 */
}

下面是我测试时的效果，Stm32从定时器初始化后开始不停得计时，计时精度还是挺高的。
在这里插入图片描述

计时记录的是单片机开机后的绝对时间，那么以此为时间轴，延时也就很容易完成了。只要记录下你延时开始的时间，然后在你预定的延时时间里用循环来阻塞就可以了。在上述的基础上加上如下代码;

//微秒延时
void delay_us(uint32_t delay_time)
{
	uint32_t temp = delay_time  + Get_SystemTimer();
	while(temp >= Get_SystemTimer());
}

//毫秒延时
void delay_ms(uint32_t delay_time)
{
		uint32_t temp = delay_time * 1000 + Get_SystemTimer();
		while(temp >= Get_SystemTimer());
}

二.定时器非中断式延时

以系统滴答计时器为例（代码来自网络，亲测有效）

//微秒延时
void delay_us(uint32_t nus)
{
 uint32_t temp;
 SysTick->LOAD = 9*nus;
 SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
 SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
 do
 {
  temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
     SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}

//毫秒延时
void delay_ms(uint16_t nms)
{
 uint32_t temp;
 SysTick->LOAD = 9000*nms;
 SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
 SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
 do
 {
  temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}

四.代码例程

已经把我写好代码上传到CSDN上，已经调试好，亲测有效。（代码例程）

五.同系列博客

  1. GPIO相关函数解析（HAL库）
  2. Stm32延时与计时方法（HAL库）
  3. 串口通讯知识梳理及在Stm32上的应用（HAL库）
  4. 串口DMA知识梳理以及在Stm32的应用（HAL库）
  5. CAN通信知识梳理及在Stm32上的应用（HAL库）
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