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單片機(jī)編程者需要知道自己的程序需要花費(fèi)多長(zhǎng)時(shí)間、while周期是多少、delay延時(shí)是否真如函數(shù)功能描述那樣精確延時(shí)。很多時(shí)候，我們想知道這些參數(shù)，但是由于懶惰或者沒(méi)有簡(jiǎn)單的辦法，將這件事推到“明天”。筆者提出了一種簡(jiǎn)便的測(cè)試方法，可以解決這些問(wèn)題。
測(cè)試代碼的運(yùn)行時(shí)間的思路：
使用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，在待測(cè)程序段的開始啟動(dòng)定時(shí)器，在待測(cè)程序段的結(jié)尾關(guān)閉定時(shí)器。為了測(cè)量的準(zhǔn)確性，要進(jìn)行多次測(cè)量，并進(jìn)行平均取值。
借助示波器的方法是：在待測(cè)程序段的開始階段使單片機(jī)的一個(gè)GPIO輸出高電平，在待測(cè)程序段的結(jié)尾階段再令這個(gè)GPIO輸出低電平。用示波器通過(guò)檢查高電平的時(shí)間長(zhǎng)度，就知道了這段代碼的運(yùn)行時(shí)間。顯然，借助于示波器的方法更為簡(jiǎn)便。
以下內(nèi)容為這兩種方案的實(shí)例，以STM32為測(cè)試平臺(tái)。如果讀者是在另外的硬件平臺(tái)上測(cè)試，實(shí)際也不難，思路都是一樣的，自己可以編寫對(duì)應(yīng)的測(cè)試代碼。
借助示波器方法的實(shí)例
Delay_us函數(shù)使用STM32系統(tǒng)滴答定時(shí)器實(shí)現(xiàn)
#include “systick.h”
/* SystemFrequency / 1000 1ms中斷一次
* SystemFrequency / 100000 10us中斷一次
* SystemFrequency / 1000000 1us中斷一次
*/
#define SYSTICKPERIOD 0.000001
#define SYSTICKFREQUENCY （1/SYSTICKPERIOD）
/**
* @brief 讀取SysTick的狀態(tài)位COUNTFLAG
* @param 無(wú)
* @retval The new state of USART_FLAG （SET or RESET）。
*/
static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus（void）
{
if（SysTick-》CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk）
{
return SET;
}
else
{
return RESET;
}
}
/**
* @brief 配置系統(tǒng)滴答定時(shí)器 SysTick
* @param 無(wú)
* @retval 1 = faiLED， 0 = successful
*/
uint32_t SysTick_Init（void）
{
/* 設(shè)置定時(shí)周期為1us */
if （SysTick_Config（SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY））
{
/* Capture error */
return （1）;
}
/* 關(guān)閉滴答定時(shí)器且禁止中斷 */
SysTick-》CTRL &= ~ （SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk）;
return （0）;
}
/**
* @brief us延時(shí)程序，10us為一個(gè)單位
* @param
* @arg nTime： Delay_us（ 10 ） 則實(shí)現(xiàn)的延時(shí)為 10 * 1us = 10us
* @retval 無(wú)
*/
void Delay_us（__IO uint32_t nTime）
{
/* 清零計(jì)數(shù)器并使能滴答定時(shí)器 */
SysTick-》VAL = 0;
SysTick-》CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
for（ ; nTime 》 0 ; nTime--）
{
/* 等待一個(gè)延時(shí)單位的結(jié)束 */
while（SysTick_GetFlagStatus（） ！= SET）;
}
/* 關(guān)閉滴答定時(shí)器 */
SysTick-》CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
檢驗(yàn)Delay_us執(zhí)行時(shí)間中用到的GPIO（gpio.h、gpio.c）的配置
#ifndef __GPIO_H
#define __GPIO_H
#include “stm32f10x.h”
#define LOW 0
#define HIGH 1
/* 帶參宏，可以像內(nèi)聯(lián)函數(shù)一樣使用 */
#define TX（a） if （a） \
GPIO_SetBits（GPIOB，GPIO_Pin_0）;\
else \
GPIO_ResetBits（GPIOB，GPIO_Pin_0）
void GPIO_Config（void）;
#endif
#include “gpio.h”
/**
* @brief 初始化GPIO
* @param 無(wú)
* @retval 無(wú)
*/
void GPIO_Config（void）
{
/*定義一個(gè)GPIO_InitTypeDef類型的結(jié)構(gòu)體*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*開啟LED的外設(shè)時(shí)鐘*/
RCC_APB2PeriphClockCmd（ RCC_APB2Periph_GPIOB， ENABLE）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOB， &GPIO_InitStructure）;
}
在main函數(shù)中檢驗(yàn)Delay_us的執(zhí)行時(shí)間
#include “systick.h”
#include “gpio.h”
/**
* @brief 主函數(shù)
* @param 無(wú)
* @retval 無(wú)
*/
int main（void）
{
GPIO_Config（）;
/* 配置SysTick定時(shí)周期為1us */
SysTick_Init（）;
for（;;）
{
TX（HIGH）;
Delay_us（1）;
TX（LOW）;
Delay_us（100）;
}
}
示波器的觀察結(jié)果
可見Delay_us（100），執(zhí)行了大概102us，而Delay_us（1）執(zhí)行了2.2us。
更改一下main函數(shù)的延時(shí)參數(shù)
int main（void）
{
/* LED 端口初始化 */
GPIO_Config（）;
/* 配置SysTick定時(shí)周期為1us */
SysTick_Init（）;
for（;;）
{
TX（HIGH）;
Delay_us（10）;
TX（LOW）;
Delay_us（100）;
}
}
示波器的觀察結(jié)果
可見Delay_us（100），執(zhí)行了大概101us，而Delay_us（10）執(zhí)行了11.4us。
結(jié)論：此延時(shí)函數(shù)基本上還是可靠的。
使用定時(shí)器方法的實(shí)例
至于使用定時(shí)器方法，軟件檢測(cè)程序段的執(zhí)行時(shí)間，程序?qū)崿F(xiàn)思路見STM32之系統(tǒng)滴答定時(shí)器。筆者已經(jīng)將檢查軟件的使用封裝成庫(kù)，使用方法在鏈接文章中也有介紹。我們這里只做一下簡(jiǎn)要的實(shí)踐活動(dòng)。
Delay_us函數(shù)使用STM32定時(shí)器2實(shí)現(xiàn)
#include “timer.h”
/* SystemFrequency / 1000 1ms中斷一次
* SystemFrequency / 100000 10us中斷一次
* SystemFrequency / 1000000 1us中斷一次
*/
#define SYSTICKPERIOD 0.000001
#define SYSTICKFREQUENCY （1/SYSTICKPERIOD）
/**
* @brief 定時(shí)器2的初始化，，定時(shí)周期1uS
* @param 無(wú)
* @retval 無(wú)
*/
void TIM2_Init（void）
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
/*AHB = 72MHz，RCC_CFGR的PPRE1 = 2，所以APB1 = 36MHz，TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */
RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2， ENABLE）;
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit（TIM2， &TIM_TimeBaseStructure）;
TIM_ARRPreloadConfig（TIM2， ENABLE）;
/* 設(shè)置更新請(qǐng)求源只在計(jì)數(shù)器上溢或下溢時(shí)產(chǎn)生中斷 */
TIM_UpdateRequestConfig（TIM2，TIM_UpdateSource_Global）;
TIM_ClearFlag（TIM2， TIM_FLAG_Update）;
}
/**
* @brief us延時(shí)程序，10us為一個(gè)單位
* @param
* @arg nTime： Delay_us（ 10 ） 則實(shí)現(xiàn)的延時(shí)為 10 * 1us = 10us
* @retval 無(wú)
*/
void Delay_us（__IO uint32_t nTime）
{
/* 清零計(jì)數(shù)器并使能滴答定時(shí)器 */
TIM2-》CNT = 0;
TIM_Cmd（TIM2， ENABLE）;
for（ ; nTime 》 0 ; nTime--）
{
/* 等待一個(gè)延時(shí)單位的結(jié)束 */
while（TIM_GetFlagStatus（TIM2， TIM_FLAG_Update） ！= SET）;
TIM_ClearFlag（TIM2， TIM_FLAG_Update）;
}
TIM_Cmd（TIM2， DISABLE）;
}
在main函數(shù)中檢驗(yàn)Delay_us的執(zhí)行時(shí)間
#include “stm32f10x.h”
#include “Timer_Drive.h”
#include “gpio.h”
#include “systick.h”
TimingVarTypeDef Time;
int main（void）
{
TIM2_Init（）;
SysTick_Init（）;
SysTick_Time_Init（&Time）;
for（;;）
{
SysTick_Time_Start（）;
Delay_us（1000）;
SysTick_Time_Stop（）;
}
}
責(zé)任編輯；zl
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