单片机开发过程中5种延迟代码执行的技术

在单片机项目开发过程中，经常会出现一个有趣的问题，即弄清楚如何延迟代码执行。有时，[单片机开发]人员可能只是希望有10微秒的延迟，以使I/O线在读取之前稳定下来，或者可能希望在两次读取之间指定的时间间隔使它反跳。在本文中，我们将探讨五种延迟代码执行的技术。

一、条件循环

第一种技术是使用条件循环（可能是最常用和最简单的）。条件循环延迟通常会使用for、while或do

while循环重复执行无操作（NOP）指令。例如：

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

{

__NOP();

}

条件延迟在紧要关头可能会很有用，但很难准确或有效。如果开发人员要针对其他操作模式（例如低功耗操作）调整时钟频率，则延迟时间将完全不同。另外，总会有一个问题，那就是到底有多长时间？有人可能会认为这是100000条指令，但是每次通过循环时，都会有其他指令来检查循环变量并递增i。这些时序循环对于在任何生产代码中使用来说都是不可预测的。

二、使用计时器

可以使用的第二种技术是利用单片机内置的硬件计时器。通常有几种不同的硬件计时器可用于跟踪系统时间，生成波形，捕获输入和通用。如果开发人员需要延迟（例如10微秒），则可以向硬件计时器加载表示10微秒的计数值。在这种情况下，计时器将设置为单次计时器。该代码将启动计时器并等待计时器溢出标志被设置，然后该标志将指示时间已过。

该代码类似于以下内容：

Timer_Reload

（DELAY_VALUE ）;

while（Timer_Expired （）== false

）

{

__NOP （）;

}

这种技术比条件循环要强大得多。它还具有更高的灵活性，并且可以更轻松地针对所需的延迟时间进行调整。实际上，可以在整个代码中重用该API，以允许单个计时器用于所需的任何数量的延迟。

三、使用系统刻度（HAL示例）

在某些情况下，可能没有专用的硬件计时器。在这种情况下，单片机开发人员可以利用板载系统时钟来创建延迟。即使是裸机系统，通常也具有作为系统时钟的后台计时器，以便从单片机启动的那一刻起，软件就具有时间参考。通常，在典型系统中，将这些系统时钟设置为每1或10毫秒发生一次。

系统通常使用一些API，这些API允许开发人员访问当前的系统刻度，例如SysTick_Get（）。开发人员可以利用此延迟来创建类似于以下内容的延迟：

TimeStart =

SysTick_Get();

do

{

TimeNow = SysTick_Get();

TimeDelta = TimeNow – TimeStart;

}while(TimeDelta < DelayTime);

单片机开发人员只需要确保如果他们这样做，就不会陷入计算问题或其他潜在问题中，因此应检查边界条件。

四、使用RTOS产量函数

在使用实时操作系统（RTOS）的更高级的系统中，开发人员可以利用内置的RTOS

API调用来产生创建延迟的任务。例如，如果开发人员正在使用FreeRTOS，则在他们的任务中他们可以使用如下代码：

VTaskDelay

（1）;

此延迟功能将使任务产生一个RTOS滴答声的当前任务。取决于配置，RTOS滴答可以设置为1毫秒或10。使用这样的延迟机制可能会出现问题，因为任务将在该时间段内产生CPU，但不能保证一旦系统滴答时间到期，该任务将是最高优先级的任务！如果任务是准备运行的最高优先级任务，则该任务仅在延迟后立即运行，因此延迟时间可能会有些抖动。

五、使用RTOS对象

使用RTOS对象来延迟时间。如果你仔细查看自己喜欢的RTOS中的对象（例如信号量、互斥对象和队列）的API，你会注意到大多数等待等待的API调用还将包含延迟时间。此延迟时间也可导致应用程序延迟。

与RTOS对象相关的是，大多数RTOS都还包含软定时器。这些是基于软件的计时器，是从运行中的硬件计时器触发的。然后，可以将与上面第一、二点中显示的技术相似的技术与这些软计时器一起使用，以在代码执行中产生延迟。

单片机开发人员想要延迟代码执行，可以使用多种不同的技术，使用的技术将取决于系统中可用的软件和硬件资源。然后，开发人员可以决定他们要使用的解决方案的复杂程度。总之，肯定有很多种机制可以帮助将代码执行延迟一定的时间。