[嵌入式]STM32CUBE——使用DWT提供毫秒延迟

起因

由于使用了CUBE，原子哥的延时就用不了，所以尝试其他延时函数：CUBE的HAL_Delay（）和使用STM32的DWT(Data watchpoint trigger)

前言

为什么要学习这种延时的方法？

1. HAL_Delay实用程序函数：它建立在SysTick计时器上，当我们跑操作系统，就一般会占用一个硬件定时器——SysTick(也可以把其他定时器当成时钟),这样一来又难免产生冲突。
2. 以便为在阻塞和非阻塞模式下工作的驱动程序提供两个版本。阻塞函数将使用我们今天将要开发的延迟实用程序(DWT)。非阻塞功能将由 SysTick 计时器处理

1.系统图

2.DWT_Initialization（） 函数

要实现延时的功能，总共涉及到三个寄存器：DEMCR 、DWT_CTRL、DWT_CYCCNT，分别用于开启DWT功能、开启CYCCNT及获得系统时钟计数值。

uint32_t DWT_Delay_Init(void)
{
    /* 禁用 TRC */
    CoreDebug->DEMCR &= ~CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // ~0x01000000;
    /* 启动 TRC */
    CoreDebug->DEMCR |=  CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // 0x01000000;
 
    /* Disable clock cycle counter */
    DWT->CTRL &= ~DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; //~0x00000001;
    /* 启动  时钟周期计数器 */
    DWT->CTRL |=  DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; //0x00000001;
 
    /* 重置时钟周期计数器值 */
    DWT->CYCCNT = 0;
 
    /* 3 NO OPERATION instructions 3空 */
    
    __ASM volatile ("NOP");
    __ASM volatile ("NOP");
    __ASM volatile ("NOP");
 
    /* 检查时钟周期计数器是否已启动*/
    if(DWT->CYCCNT)
    {
       return 0; /*clock cycle counter started*/
    }
    else
    {
      return 1; /*clock cycle counter not started*/
    }
}

3.DEMCR寄存器

DEMCR寄存器为使能寄存器

    /* Disable TRC */
    CoreDebug->DEMCR &= ~CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // ~0x01000000;
    /* Enable TRC */
    CoreDebug->DEMCR |=  CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // 0x01000000;

24位置1对应0x01000000;

4.DWT_CTRL寄存器

DWT_CTRL寄存器是时钟周期计数器

/* Disable clock cycle counter */
    DWT->CTRL &= ~DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; //~0x00000001;
    /* 启动  时钟周期计数器 */
    DWT->CTRL |=  DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; //0x00000001;
    

第一位置"1"对应0x00000001

5.DWT_CYCCNT寄存器

    /* 重置时钟周期计数器值 */
    DWT->CYCCNT = 0;

它是一个向上的计数器，记录的是内核时钟运行的个数，内核时钟跳动一次，该计数器就加1，精度非常高，决定内核的频率是多少，如果是F103系列，内核时钟是72M，那精度就是1/72M = 14ns

6.DWT_Delay_us（） 函数

此函数使用DWT提供以微秒计的延迟

// 该函数使用DWT提供毫秒延迟
 
__STATIC_INLINE void DWT_Delay_ms(volatile uint32_t au32_milliseconds)
{
  uint32_t au32_initial_ticks = DWT->CYCCNT;
  uint32_t au32_ticks = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 1000);
  au32_milliseconds *= au32_ticks;
  while ((DWT->CYCCNT - au32_initial_ticks) < au32_milliseconds);
}

演示

以下是本实验的应用程序代码

#include "main.h"
#include "../util/Timer_Delay.h"
#include "../util/DWT_Delay.h"
 
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
 
int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    /* Initialize The TimerDelay*/
    TimerDelay_Init();
 
    while (1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_0);
        delay_ms(100);
    }
}

结果：每10ms翻转一次，动图去帧数才看起来不像

总结一下：

a.先使能DWT外设，由内核调试寄存器DEM_CR的位24控制，写1使能。

b.使能CYCCNT寄存器，由DWT_CTRL的位0控制，写1使能。

c.使能CYCCNT寄存器之前，先清0。

结束

他们从风雨中走来，倒在了泥泞中，后来人踏着他们走出的路，奔赴黎明。 – 《觉醒年代》