單片機(jī)硬件和軟件延時(shí)是啥意思？

前不久有個(gè)讀者在問關(guān)于延時(shí)的問題，大概就是問：軟件延時(shí)和硬件延時(shí)是啥意思？做項(xiàng)目時(shí)他倆有什么區(qū)別？

今天就來講講關(guān)于硬件延時(shí)和軟件延時(shí)的內(nèi)容，以及它們的區(qū)別。

硬件和軟件延時(shí)

延時(shí)的種類很多，先給大家普及一下延時(shí)相關(guān)概念和分類。

1.硬件延時(shí)

指利用具有計(jì)數(shù)功能的硬件進(jìn)行延時(shí)。

比如：定時(shí)器（Timer）、 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）、系統(tǒng)滴答定時(shí)器（SysTick）等具有計(jì)數(shù)功能的硬件。

2.軟件延時(shí)

相對(duì)硬件延時(shí)而言，軟件延時(shí)就是寫一段軟件代碼，通過消耗CPU時(shí)間進(jìn)行延時(shí)。

比如軟件延時(shí)函數(shù)：

void Delay(uint32_t Cnt)
{
  uint32_t i;


  while(Cnt--)
  {
    for(i=0; i<0x80000; i++);
  }
}

阻塞和非阻塞延時(shí)

實(shí)際應(yīng)用中，延時(shí)分阻塞和非阻塞延時(shí)。

1.阻塞延時(shí)

指CPU一直停留阻塞，不去做其它事情，直到延時(shí)結(jié)束結(jié)束。

像上面那個(gè)軟件延時(shí)（Delay）就是一個(gè)典型的阻塞延時(shí)，一直消耗CPU，直到延時(shí)結(jié)束。

2.非阻塞延時(shí)

指在延時(shí)期間，沒有阻塞CPU，也就是說CPU在延時(shí)期間可以執(zhí)行其它代碼。

比如：利用定時(shí)器中斷延時(shí)，只需要開啟定時(shí)器，在中斷（計(jì)數(shù)）到來之前，CPU可以執(zhí)行其它代碼。

3.額外舉例

a.利用定時(shí)器也能實(shí)現(xiàn)阻塞延時(shí)，比如STM32的HAL自帶的阻塞延時(shí)：

__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
  uint32_t wait = Delay;


  /* Add a freq to guarantee minimum wait */
  if (wait < HAL_MAX_DELAY)
  {
    wait += (uint32_t)(uwTickFreq);
  }


  while ((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
  {
  }
}

b.利用RTOS自帶的系統(tǒng)延時(shí)實(shí)現(xiàn)非阻塞延時(shí)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)原理實(shí)際是利用了硬件延時(shí)（系統(tǒng)滴答定時(shí)器）。

當(dāng)然，這個(gè)延時(shí)的原理（延時(shí)函數(shù)代碼）相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)于普通用戶只需要知道如何調(diào)用以及簡(jiǎn)單原理即可，感興趣的老鐵可以自行研究一下。

通常在一些RTOS的（Demo）例子的任務(wù)中都有系統(tǒng)延時(shí)，比如ucos非阻塞延時(shí)：

OSTimeDly(10);

再比如FreeRTOS非阻塞延時(shí)：

vTaskDelay(10);

關(guān)于RTOS的延時(shí)，這里額外拓展一下關(guān)于RTOS中的相對(duì)延時(shí)和絕對(duì)延時(shí)的內(nèi)容，請(qǐng)移步至文章《RTOS中相對(duì)延時(shí)和絕對(duì)延時(shí)的區(qū)別》

硬件和軟件延時(shí)區(qū)別

通過以上分析，其實(shí)不難得出，硬件延時(shí)相對(duì)軟件延時(shí)更普遍。

1.軟件相對(duì)硬件延時(shí)精度更差；

2.軟件延時(shí)為阻塞延時(shí)，硬件延時(shí)可阻塞，也可非阻賽延時(shí)；

3.硬件延時(shí)應(yīng)用更靈活、更廣泛；

實(shí)際應(yīng)用中，硬件延時(shí)、非阻塞延時(shí)相對(duì)更普遍。

審核編輯：湯梓紅