基於CYCCNT時鐘週期計數器的高精度延時接口

在MCU資源不足時，我們經常會用普通IO模擬串行時序，例如：i2c，uart等。此時，就會需要一個比較精確一點的延時來提供通訊成功率。STM32MCU調試單元提供了一個時鐘週期計數器，利用該計數器我們可以實現一個高精度的延時計時器。

概念：頻率fclk（cpu時鐘）與時間的關係，t=1/fclk，例如：系統時鐘爲72MHZ，那麼一個時鐘週期的執行時間爲：1/72（us），也就是72個時鐘週期的執行時間爲1us，這樣就可以實現一個us級別的高精度延時。假設，uart的波特率爲9600,那麼每接收一位數據之間的間隔爲1/9600≈104us，那麼，只需延時104us*72個時鐘週期就可以精確的接收串口數據，共地情況下，誤碼率基本上爲0。

下面爲delay模塊的源文件，僅供參考。

一 delay.h

#ifndef _DELAY_H
#define _DELAY_H


#include "stm32f1xx.h"




#define  CYCCNT_US			(SystemCoreClock/1000000)



void delay_init(void);

uint32_t get_cyccnt(void);

void udelay(uint32_t us);

void mdelay(uint32_t ms);

void sdelay(uint32_t s);

/* 延時指定個時鐘週期數 */
void delay_cyc(uint32_t cyc);


#endif

二、delay.c

#include "delay.h"



                                                           


#define  DWT_CR      *(uint32_t *)0xE0001000           //數據觀察點和跟蹤控制寄存器
#define  DWT_CYCCNT  *(uint32_t *)0xE0001004           //DWT當前PC採樣器週期計數寄存器
#define  DEM_CR      *(uint32_t *)0xE000EDFC           //調試異常和監控控制寄存器
#define  DBGMCU_CR   *(uint32_t *)0xE0042004           //MCU調試模塊控制寄存器，詳細內容參考《stm32中文參考手冊》調試支持（DBG）章節，747頁


#define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24)      //DEM_CR調試異常和監控控制寄存器的Bit24，該位必須爲1，使能調試和跟蹤模塊的使用

#define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)      //置爲DWT_CR控制寄存器的CYCCNTENA位，使能DWT_CYCCNT計數器





void delay_init(void)
{  
    DEM_CR         |= (uint32_t)DEM_CR_TRCENA;         /* Enable Cortex-M3's DWT CYCCNT reg. 使能調試和跟蹤模塊的使用                  */
    DWT_CYCCNT      = (uint32_t)0u;                    //初始化當前PC採樣器週期計數器的計數值爲0
    DWT_CR         |= (uint32_t)DWT_CR_CYCCNTENA;     //使能DWT_CYCCNT計數器。如果不使能，則計數器不執行計
                                                        //數操作，因此不會產生PC採樣或CYCCNTENA事件。在正常
                                                        //使用時，CYCCNT計數器應由調試器初始化爲0。
}

uint32_t get_cyccnt(void)
{
    return (uint32_t)(DWT_CYCCNT);
}


void udelay(uint32_t us)
{
    uint32_t udly = (uint32_t)(DWT_CYCCNT) + us*CYCCNT_US;
    
	while((uint32_t)(DWT_CYCCNT) < udly);
}

void mdelay(uint32_t ms)
{
	udelay(ms *1000);
}

void sdelay(uint32_t s)
{
	udelay(s*1000000);
}

void delay_cyc(uint32_t cyc)
{
    uint32_t cycdly = (uint32_t)(DWT_CYCCNT) + cyc;
    
	while((uint32_t)(DWT_CYCCNT) < cycdly);
}

三、實例，請看下一篇，基於高精度延時的軟件串口模擬