在STM32 HAL库中使用 WFI 实现低功耗准确延时

内容

使用一个16位定时器TIM1，并结合"__WFI"指令让CPU进入睡眠模式，实现延时过程低功耗、延时时间准确的delay模块。

delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdint.h>extern TIM_HandleTypeDef htim1; // TIM1 用于硬件延时// WFI 阻塞延时，微秒级 (不占用 CPU 资源)
void DELAY_Hardware_Us(uint32_t us);// WFI 阻塞延时，毫秒级 (不占用 CPU 资源)
void DELAY_Hardware_Ms(uint32_t ms);#endif // __DELAY_H

delay.c

#include "delay.h"
#include "stm32f1xx.h"// 延时完成标志，中断服务函数设置
static volatile uint8_t g_hardware_delay_complete = 0; /*** @brief  微秒级硬件延时 (WFI/CPU 睡眠)* @param  us: 延时时长 (微秒, 1us 到约 65535us)* @retval None*/
void DELAY_Hardware_Us(uint32_t us)
{if (us == 0) {return;}// TIM1 是 16 位定时器，最大周期是 65536 us (约 65.5 ms)if (us > 65535) {// 如果延时超过最大限制，递归调用毫秒延时函数处理DELAY_Hardware_Ms(us / 1000);// 处理剩余的微秒部分uint32_t remaining_us = us % 1000;if (remaining_us > 0) {DELAY_Hardware_Us(remaining_us);}return;}// 1. 设置自动重装载值 (ARR)// TIM1 时钟是 72 MHz, 预分频 72-1 后，计数频率是 1 MHz (1 tick = 1 us)// ARR = 目标时长 (us) - 1__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim1, us - 1);// 2. 清除更新标志，并重置完成标志__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim1, TIM_FLAG_UPDATE);g_hardware_delay_complete = 0;// 3. 启动定时器中断HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);// 4. 进入 WFI 等待中断 (CPU 睡眠)while (g_hardware_delay_complete == 0) {__WFI(); }// 5. 中断到达，停止定时器HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim1);
}/*** @brief  毫秒级硬件延时 (WFI/CPU 睡眠)* @param  ms: 延时时长 (毫秒)* @retval None*/
void DELAY_Hardware_Ms(uint32_t ms)
{uint32_t i;// 每次延时 60ms，避免单次调用超过 65.535ms 的 16 位定时器限制for (i = 0; i < ms / 60; i++) {DELAY_Hardware_Us(60000);}// 处理剩余的毫秒部分uint32_t remaining_ms = ms % 60;if (remaining_ms > 0) {DELAY_Hardware_Us(remaining_ms * 1000);}
}

中断处理（在stm32f1xx_it.c中）

（如果在TIM中断回调函数执行的过程中，被更高优先级的函数打断了，有小概率CPU会睡不醒，也可以在函数开始前后使能/使能中断更周全些）

// TIM1 全局中断服务程序
void TIM1_UP_IRQHandler(void) 
{HAL_TIM_IRQHandler(&htim1);
}// HAL TIM 中断回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{// 检查是否是 TIM1 触发的更新事件if (htim->Instance == TIM1) {// 设置完成标志，唤醒等待 WFI 的 CPUg_hardware_delay_complete = 1;}// ... 其他定时器回调
}