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一、开发环境及工具

1. /
2. Keil uVision5 V5.33 / IAR For ARM 7.80.4 (J-Link)
3. 数字示波器
4. 此工程源码下载路径 :

二、测试目的

1. 找到延时更准确的us级延时函数，用于实际项目

三、测试方法及前提条件

1. 系统主时钟HCLK和外设时钟PCLK均为24MHz

2. 配置引脚P32为输出管脚，通过延时函数切换高低电平，示波器查看波形

3. 不使用定时器中断的方法（现在DDL库函数版本自带的延时函数用systick时钟）

4. 主函数结构

   int32_t main(void){
        	SystemInit();			// 24M主频	public_delay_init();	// 引脚初始化	  	while (1)	{
        		public_delay_test();	// 循环测试	}}

5. 测试模型

   // us级测试，主频24MHz，只看高电平{
            GPIO_SetHigh();	// 设置为高电平    delayus(xx);	// 微秒延时    GPIO_SetLow();	// 设置为低电平    delayus(xx);	// 微秒延时}

四、实测数据

以下数据只记录高电平时间（低电平时长包含多余的汇编指令），代码均位于public_delay_test()函数内：

1. 测试步骤一

   使用华大自带的库函数实现电平切换，不加任何延时函数：

   Gpio_WriteOutputIO(DELAY_PORT, DELAY_PIN, TRUE);	// 高电平Gpio_WriteOutputIO(DELAY_PORT, DELAY_PIN, FALSE);	// 低电平

• 测试结果：

  高电平时长为1.8us

2. 测试步骤二

   是否感觉与实际理论值相差很远，我们直接调用底层的库函数实现，对比步骤一的效果：

   *((volatile uint32_t *)((uint32_t)&M0P_GPIO->P0OUT + DELAY_PORT))|= ((1UL)<<(DELAY_PIN));*((volatile uint32_t *)((uint32_t)&M0P_GPIO->P0OUT + DELAY_PORT))&= (~(1UL<<(DELAY_PIN)));

• 测试结果：

  高电平时长为450ns，很显然直接调用库函数会带来其它时间的消耗

3. 测试步骤三

   为方便我们使用，我们自定义一个IO函数，减少部分不必要的延时消耗：

   void GPIO_WriteHigh(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin){
          *((volatile uint32_t *)((uint32_t)&M0P_GPIO->P0OUT + enPort))|= ((1UL)<<(enPin));			// 高电平}void GPIO_WriteLow(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin){
          *((volatile uint32_t *)((uint32_t)&M0P_GPIO->P0OUT + enPort))&= (~(1UL<<(DELAY_PIN)));	// 低电平}

   替换成我们的函数测试

   GPIO_WriteHigh(DELAY_PORT, DELAY_PIN);GPIO_WriteLow(DELAY_PORT, DELAY_PIN);

• 测试结果：

  高电平时长为900ns，基本能满足微秒级的延时要求

4. 测试步骤四

   用库函数自带延时函数测试，最低只有10us级的，而且用的是systick定时器来实现：

   // timcnt = 1 	, 13  us;// timcnt = 5 	, 57  us;// timcnt = 10 	, 111 us;// timcnt = 50	, 540 us;GPIO_WriteHigh(DELAY_PORT, DELAY_PIN);delay10us(timcnt);GPIO_WriteLow(DELAY_PORT, DELAY_PIN);delay10us(timcnt);

• 测试结果：

  一般比理论值大10%，现在已经是10us级别，再加上此误差值，有些项目场合不能接受；

  当然你可以试着优化它内部实现，或者加些算法调整减少误差，这里不扩展，比如将延时改为：

  delay10us(timcnt - (timcnt/10));

5. 测试步骤五

   自带的不能用，那么我们自己实现延时函数，10us级别，利用空指令和For循环的方式实现：

   void nrf_delay_10us(uint32_t nus){
        	for(;nus>0;nus--)	{
        		asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nop");		asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nop");		asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nop");asm("nop");		...		...	}}

   替换成我们的函数

   // timcnt = 1 	, 11  us;// timcnt = 5 	, 51  us;// timcnt = 10 	, 100 us;// timcnt = 50	, 502 us;// timcnt = 80	, 800 us;GPIO_WriteHigh(DELAY_PORT, DELAY_PIN);nrf_delay_10us(timcnt);GPIO_WriteLow(DELAY_PORT, DELAY_PIN);nrf_delay_10us(timcnt);

• 测试结果：

  误差小于或等于1%，至此，该函数已经可以满足项目的需求了

五、总结

1. 自带的10us级别延时函数误差10%左右，使用systick时钟实现，不适合精度较高的场合
2. 自带的IO口电平切换函数会带来多余时间的消耗，可自定义函数减少不必要的耗时
3. 受主频的限制，用此模型方法处理ns级别或者1us级别的精确延时并不合适，建议用于精度在10us级别场合

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