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單片機編程過程中經常用到延時函數，最常用的莫過於微秒級延時delay_us()和毫秒級delay_ms()。本文基於STM32F207介紹4種不同方式實現的延時函數。
1、普通延時
這種延時方式應該是大家在51單片機時候，接觸最早的延時函數。這個比較簡單，讓單片機做一些無關緊要的工作來打發時間，經常用循環來實現，在某些編譯器下，代碼會被優化，導致精度較低，用於一般的延時，對精度不敏感的應用場景中。
//微秒級的延時
void delay_us(uint32_t delay_us)
{
volatile unsigned int num;
volatile unsigned int t;
for (num = 0; num < delay_us; num++)
{
t = 11;
while (t != 0)
{
t--;
}
}
}
//毫秒級的延時
void delay_ms(uint16_t delay_ms)
{
volatile unsigned int num;
for (num = 0; num < delay_ms; num++)
{
delay_us(1000);
}
}
上述工程源碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template
2、定時器中斷
定時器具有很高的精度，我們可以配置定時器中斷，比如配置1ms中斷一次，然後間接判斷進入中斷的次數達到精確延時的目的。這種方式精度可以得到保證，但是系統一直在中斷，不利於在其他中斷中調用此延時函數，有些高精度的應用場景不適合，比如其他外設正在輸出，不允許任何中斷打斷的情況。
STM32任何定時器都可以實現，下面我們以SysTick 定時器爲例介紹：
初始化SysTick 定時器：
/* 配置SysTick爲1ms */
RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);
中斷服務函數：
void SysTick_Handler(void)
{
TimingDelay_Decrement();
}
void TimingDelay_Decrement(void)
{
if (TimingDelay != 0x00)
{
TimingDelay--;
}
}
延時函數：
void Delay(__IO uint32_t nTime)
{
TimingDelay = nTime;
while(TimingDelay != 0);
}
上述工程源碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/02-Template
3、查詢定時器
爲了解決定時器頻繁中斷的問題，我們可以使用定時器，但是不使能中斷，使用查詢的方式去延時，這樣既能解決頻繁中斷問題，又能保證精度。
STM32任何定時器都可以實現，下面我們以SysTick 定時器爲例介紹。
STM32的CM3內核的處理器，內部包含了一個SysTick定時器，SysTick是一個24位的倒計數定時器，當計到0時，將從RELOAD寄存器中自動重裝載定時初值。只要不把它在SysTick控制及狀態寄存器中的使能位清除，就永不停息。
SYSTICK的時鐘固定爲HCLK時鐘的1/8，在這裏我們選用內部時鐘源120M，所以SYSTICK的時鐘爲(120/8)M，即SYSTICK定時器以(120/8)M的頻率遞減。SysTick 主要包含CTRL、LOAD、VAL、CALIB 等4 個寄存器。
▼CTRL：控制和狀態寄存器
▼LOAD：自動重裝載除值寄存器
▼VAL：當前值寄存器
▼CALIB：校準值寄存器
使用不到，不再介紹
示例代碼
void delay_us(uint32_t nus)
{
uint32_t temp;
SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000000/8*nus;
SysTick->VAL=0X00;//清空計數器
SysTick->CTRL=0X01;//使能，減到零是無動作，採用外部時鐘源
do
{
temp=SysTick->CTRL;//讀取當前倒計數值
}while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待時間到達
SysTick->CTRL=0x00; //關閉計數器
SysTick->VAL =0X00; //清空計數器
}
void delay_ms(uint16_t nms)
{
uint32_t temp;
SysTick->LOAD = RCC_Clocks.HCLK_Frequency/1000/8*nms;
SysTick->VAL=0X00;//清空計數器
SysTick->CTRL=0X01;//使能，減到零是無動作，採用外部時鐘源
do
{
temp=SysTick->CTRL;//讀取當前倒計數值
}while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待時間到達
SysTick->CTRL=0x00; //關閉計數器
SysTick->VAL =0X00; //清空計數器
}
上述工程源碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/04-Delay
4、彙編指令
如果系統硬件資源緊張，或者沒有額外的定時器提供，又不想方法1的普通延時，可以使用匯編指令的方式進行延時，不會被編譯優化且延時準確。
STM32F207在IAR環境下
/*!
* @brief 軟件延時
* @param ulCount:延時時鐘數
* @return none
* @note ulCount每增加1，該函數增加3個時鐘
*/
void SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
{
__asm(" subs r0, #1\n"
" bne.n SysCtlDelay\n"
" bx lr");
}
這3個時鐘指的是CPU時鐘，也就是系統時鐘。120MHZ，也就是說1s有120M的時鐘，一個時鐘也就是1/120 us，也就是週期是1/120 us。3個時鐘，因爲執行了3條指令。
使用這種方式整理ms和us接口，在Keil和IAR環境下都測試通過。
/*120Mhz時鐘時，當ulCount爲1時，函數耗時3個時鐘，延時=3*1/120us=1/40us*/
/*
SystemCoreClock=120000000
us級延時,延時n微秒
SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000000));
ms級延時,延時n毫秒
SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3000));
m級延時,延時n秒
SysCtlDelay(n*(SystemCoreClock/3));
*/
#if defined (__CC_ARM) /*!< ARM Compiler */
__asm void
SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
{
subs r0, #1;
bne SysCtlDelay;
bx lr;
}
#elif defined ( __ICCARM__ ) /*!< IAR Compiler */
void
SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
{
__asm(" subs r0, #1\n"
" bne.n SysCtlDelay\n"
" bx lr");
}
#elif defined (__GNUC__) /*!< GNU Compiler */
void __attribute__((naked))
SysCtlDelay(unsigned long ulCount)
{
__asm(" subs r0, #1\n"
" bne SysCtlDelay\n"
" bx lr");
}
#elif defined (__TASKING__) /*!< TASKING Compiler */
/*無*/
#endif /* __CC_ARM */
上述工程源碼倉庫：https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6/tree/master/03-ASM
備註：
理論上：彙編方式的延時也是不準確的，有可能被其他中斷打斷，最好使用us和ms級別的延時，採用for循環延時的函數也是如此。採用定時器延時理論上也可能不準確的，定時器延時是準確的，但是可能在判斷語句的時候，比如if語句，判斷延時是否到了的時候，就在判斷的時候，被中斷打斷執行其他代碼，返回時已經過了一小段時間。不過彙編方式和定時器方式，只是理論上不準確，在實際項目中，這兩種方式的精度已經足夠高了。
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