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wzjs 2025/8/20 19:19:22

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在 STM32 微控制器中，实现精确的 ms（毫秒）和 us（微秒）延时函数通常依赖于系统时钟（SysTick）或定时器。以下是基于主频为 216 MHz 的实现方法：

1. 使用 SysTick 实现延时函数
SysTick 是 Cortex-M 内核提供的一个 24 位倒计时定时器，通常用于操作系统的任务调度或提供精确的延时。

(1) 配置 SysTick
在 HAL_Init() 中，SysTick 已经被初始化为 1ms 中断。我们可以利用 SysTick 的计数器来实现延时。

(2) 实现 ms 延时函数

#include "stm32f4xx_hal.h"  // 包含 HAL 库头文件void Delay_ms(uint32_t ms)
{uint32_t start_tick = HAL_GetTick();  // 获取当前 SysTick 值while ((HAL_GetTick() - start_tick) < ms){// 等待}
}

(3) 实现 us 延时函数
由于 SysTick 的分辨率是 1ms，无法直接用于微秒级延时。可以通过循环空操作来实现微秒级延时。

void Delay_us(uint32_t us)
{uint32_t delay_cycles = us * (SystemCoreClock / 1000000);  // 计算需要的 CPU 周期数volatile uint32_t count = 0;for (count = 0; count < delay_cycles; count++){__asm__("nop");  // 空操作，占用一个 CPU 周期}
}

2. 使用定时器实现延时函数
如果需要更高精度的延时（尤其是微秒级延时），可以使用硬件定时器（如 TIM2、TIM3 等）。

(1) 配置定时器
假设使用 TIM2 定时器，配置为主频 216 MHz 下的 1us 分辨率。

#include "stm32f4xx_hal.h"void TIM2_Init(void)
{__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();  // 使能 TIM2 时钟TIM_HandleTypeDef htim2;htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = (SystemCoreClock / 1000000) - 1;  // 分频为 1MHz（1us）htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period = 0xFFFFFFFF;  // 最大计数值htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;HAL_TIM_Base_Init(&htim2);HAL_TIM_Base_Start(&htim2);  // 启动定时器
}

(2) 实现 us 延时函数

void Delay_us(uint32_t us)
{uint32_t start_tick = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);  // 获取当前定时器值while ((__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2) - start_tick) < us){// 等待}
}

(3) 实现 ms 延时函数

void Delay_ms(uint32_t ms)
{Delay_us(ms * 1000);  // 调用微秒延时函数
}

3. 综合示例
以下是一个完整的示例，结合 SysTick 和定时器实现 ms 和 us 延时函数：

#include "stm32f4xx_hal.h"// SysTick 延时函数
void Delay_ms(uint32_t ms)
{uint32_t start_tick = HAL_GetTick();while ((HAL_GetTick() - start_tick) < ms){// 等待}
}// 定时器延时函数
TIM_HandleTypeDef htim2;void TIM2_Init(void)
{__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = (SystemCoreClock / 1000000) - 1;htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period = 0xFFFFFFFF;htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;HAL_TIM_Base_Init(&htim2);HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
}void Delay_us(uint32_t us)
{uint32_t start_tick = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);while ((__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2) - start_tick) < us){// 等待}
}int main(void)
{// 初始化 HAL 库HAL_Init();// 配置系统时钟SystemClock_Config();// 初始化定时器TIM2_Init();// 初始化 GPIO__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);// 主循环while (1){// 闪烁 LED（500ms 间隔）HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);Delay_ms(500);// 微秒延时示例Delay_us(1000);  // 延时 1ms}
}