获取STM32代码运行时间的技巧

科技 08-22 来源：嵌入式开发21

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前言

测试代码的运行时间的两种方法：

使用单片机内部定时器，在待测程序段的开始启动定时器，在待测程序段的结尾关闭定时器。为了测量的准确性，要进行多次测量，并进行平均取值。
借助示波器的方法是：在待测程序段的开始阶段使单片机的一个GPIO输出高电平，在待测程序段的结尾阶段再令这个GPIO输出低电平。用示波器通过检查高电平的时间长度，就知道了这段代码的运行时间。显然，借助于示波器的方法更为简便。

借助示波器方法的实例

Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现：

#include "systick.h"/* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次 * SystemFrequency / 100000     10us中断一次 * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次 */#define SYSTICKPERIOD                    0.000001#define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)/**  * @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG  * @param  无  * @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  配置系统滴答定时器 SysTick  * @param  无  * @retval 1 = failed, 0 = successful  */uint32_t SysTick_Init(void){/* 设置定时周期为1us  */if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY))     { /* Capture error */return (1);    }/* 关闭滴答定时器且禁止中断  */    SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  return (0);}/**  * @brief   us延时程序,10us为一个单位  * @param  *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us  * @retval  无  */void Delay_us(__IO uint32_t nTime){     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */    SysTick->VAL   = 0;      SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     for( ; nTime > 0 ; nTime--)    {/* 等待一个延时单位的结束 */while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);    }/* 关闭滴答定时器 */    SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;}

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检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置：

#ifndef __GPIO_H#define    __GPIO_H#include "stm32f10x.h"#define     LOW          0#define     HIGH         1/* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */#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  无  * @retval 无  */void GPIO_Config(void){        /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*开启LED的外设时钟*/        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函数中检验Delay_us的执行时间：

#include "systick.h"#include "gpio.h"/**  * @brief  主函数  * @param  无    * @retval 无  */int main(void){        GPIO_Config();/* 配置SysTick定时周期为1us */    SysTick_Init();for(;;)    {        TX(HIGH);         Delay_us(1);        TX(LOW);        Delay_us(100);    }     }

示波器的观察结果：

可见Delay_us(100)，执行了大概102us，而Delay_us(1)执行了2.2us。

更改一下main函数的延时参数：

int main(void){    /* LED 端口初始化 */    GPIO_Config();/* 配置SysTick定时周期为1us */    SysTick_Init();for(;;)    {        TX(HIGH);         Delay_us(10);        TX(LOW);        Delay_us(100);    }     }

示波器的观察结果：

可见Delay_us(100)，执行了大概101us，而Delay_us(10)执行了11.4us。

结论：此延时函数基本上还是可靠的。

使用定时器方法的实例

Delay_us函数使用STM32定时器2实现：

#include "timer.h"/* SystemFrequency / 1000            1ms中断一次 * SystemFrequency / 100000          10us中断一次 * SystemFrequency / 1000000         1us中断一次 */#define SYSTICKPERIOD                    0.000001#define SYSTICKFREQUENCY            (1/SYSTICKPERIOD)/**  * @brief  定时器2的初始化,，定时周期1uS  * @param  无  * @retval 无  */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);/* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */    TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global);     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);}/**  * @brief   us延时程序,10us为一个单位  * @param    *        @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us  * @retval  无  */void Delay_us(__IO uint32_t nTime){     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */    TIM2->CNT   = 0;      TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);     for( ; nTime > 0 ; nTime--)    {/* 等待一个延时单位的结束 */while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET);     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);    }    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);}

在main函数中检验Delay_us的执行时间：