單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中5種延遲代碼執(zhí)行的技術(shù)

在單片機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)有趣的問(wèn)題，即弄清楚如何延遲代碼執(zhí)行。有時(shí)，[單片機(jī)開(kāi)發(fā)]人員可能只是希望有10微秒的延遲，以使I/O線在讀取之前穩(wěn)定下來(lái)，或者可能希望在兩次讀取之間指定的時(shí)間間隔使它反跳。在本文中，我們將探討五種延遲代碼執(zhí)行的技術(shù)。

一、條件循環(huán)

第一種技術(shù)是使用條件循環(huán)（可能是最常用和最簡(jiǎn)單的）。條件循環(huán)延遲通常會(huì)使用for、while或do

while循環(huán)重復(fù)執(zhí)行無(wú)操作（NOP）指令。例如：

for(int i = 0; i < 100000; i++)

{

__NOP();

}

條件延遲在緊要關(guān)頭可能會(huì)很有用，但很難準(zhǔn)確或有效。如果開(kāi)發(fā)人員要針對(duì)其他操作模式（例如低功耗操作）調(diào)整時(shí)鐘頻率，則延遲時(shí)間將完全不同。另外，總會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，那就是到底有多長(zhǎng)時(shí)間？有人可能會(huì)認(rèn)為這是100000條指令，但是每次通過(guò)循環(huán)時(shí)，都會(huì)有其他指令來(lái)檢查循環(huán)變量并遞增i。這些時(shí)序循環(huán)對(duì)于在任何生產(chǎn)代碼中使用來(lái)說(shuō)都是不可預(yù)測(cè)的。

二、使用計(jì)時(shí)器

可以使用的第二種技術(shù)是利用單片機(jī)內(nèi)置的硬件計(jì)時(shí)器。通常有幾種不同的硬件計(jì)時(shí)器可用于跟蹤系統(tǒng)時(shí)間，生成波形，捕獲輸入和通用。如果開(kāi)發(fā)人員需要延遲（例如10微秒），則可以向硬件計(jì)時(shí)器加載表示10微秒的計(jì)數(shù)值。在這種情況下，計(jì)時(shí)器將設(shè)置為單次計(jì)時(shí)器。該代碼將啟動(dòng)計(jì)時(shí)器并等待計(jì)時(shí)器溢出標(biāo)志被設(shè)置，然后該標(biāo)志將指示時(shí)間已過(guò)。

該代碼類似于以下內(nèi)容：

Timer_Reload

（DELAY_VALUE ）;

while（Timer_Expired （）== false

）

{

__NOP （）;

}

這種技術(shù)比條件循環(huán)要強(qiáng)大得多。它還具有更高的靈活性，并且可以更輕松地針對(duì)所需的延遲時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。實(shí)際上，可以在整個(gè)代碼中重用該API，以允許單個(gè)計(jì)時(shí)器用于所需的任何數(shù)量的延遲。

三、使用系統(tǒng)刻度（HAL示例）

在某些情況下，可能沒(méi)有專用的硬件計(jì)時(shí)器。在這種情況下，單片機(jī)開(kāi)發(fā)人員可以利用板載系統(tǒng)時(shí)鐘來(lái)創(chuàng)建延遲。即使是裸機(jī)系統(tǒng)，通常也具有作為系統(tǒng)時(shí)鐘的后臺(tái)計(jì)時(shí)器，以便從單片機(jī)啟動(dòng)的那一刻起，軟件就具有時(shí)間參考。通常，在典型系統(tǒng)中，將這些系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置為每1或10毫秒發(fā)生一次。

系統(tǒng)通常使用一些API，這些API允許開(kāi)發(fā)人員訪問(wèn)當(dāng)前的系統(tǒng)刻度，例如SysTick_Get（）。開(kāi)發(fā)人員可以利用此延遲來(lái)創(chuàng)建類似于以下內(nèi)容的延遲：

TimeStart =

SysTick_Get();

do

{

TimeNow = SysTick_Get();

TimeDelta = TimeNow – TimeStart;

}while(TimeDelta < DelayTime);

單片機(jī)開(kāi)發(fā)人員只需要確保如果他們這樣做，就不會(huì)陷入計(jì)算問(wèn)題或其他潛在問(wèn)題中，因此應(yīng)檢查邊界條件。

四、使用RTOS產(chǎn)量函數(shù)

在使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的更高級(jí)的系統(tǒng)中，開(kāi)發(fā)人員可以利用內(nèi)置的RTOS

API調(diào)用來(lái)產(chǎn)生創(chuàng)建延遲的任務(wù)。例如，如果開(kāi)發(fā)人員正在使用FreeRTOS，則在他們的任務(wù)中他們可以使用如下代碼：

VTaskDelay

（1）;

此延遲功能將使任務(wù)產(chǎn)生一個(gè)RTOS滴答聲的當(dāng)前任務(wù)。取決于配置，RTOS滴答可以設(shè)置為1毫秒或10。使用這樣的延遲機(jī)制可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)槿蝿?wù)將在該時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生CPU，但不能保證一旦系統(tǒng)滴答時(shí)間到期，該任務(wù)將是最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)！如果任務(wù)是準(zhǔn)備運(yùn)行的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，則該任務(wù)僅在延遲后立即運(yùn)行，因此延遲時(shí)間可能會(huì)有些抖動(dòng)。

五、使用RTOS對(duì)象

使用RTOS對(duì)象來(lái)延遲時(shí)間。如果你仔細(xì)查看自己喜歡的RTOS中的對(duì)象（例如信號(hào)量、互斥對(duì)象和隊(duì)列）的API，你會(huì)注意到大多數(shù)等待等待的API調(diào)用還將包含延遲時(shí)間。此延遲時(shí)間也可導(dǎo)致應(yīng)用程序延遲。

與RTOS對(duì)象相關(guān)的是，大多數(shù)RTOS都還包含軟定時(shí)器。這些是基于軟件的計(jì)時(shí)器，是從運(yùn)行中的硬件計(jì)時(shí)器觸發(fā)的。然后，可以將與上面第一、二點(diǎn)中顯示的技術(shù)相似的技術(shù)與這些軟計(jì)時(shí)器一起使用，以在代碼執(zhí)行中產(chǎn)生延遲。

單片機(jī)開(kāi)發(fā)人員想要延遲代碼執(zhí)行，可以使用多種不同的技術(shù)，使用的技術(shù)將取決于系統(tǒng)中可用的軟件和硬件資源。然后，開(kāi)發(fā)人員可以決定他們要使用的解決方案的復(fù)雜程度?？傊隙ㄓ泻芏喾N機(jī)制可以幫助將代碼執(zhí)行延遲一定的時(shí)間。