【技巧】微秒级延时

原理介绍

DWT 和 CYCCNT

DWT（Data Watchpoint and Trace）是 Cortex-M 内核自带的调试与追踪模块， 其中的 CYCCNT 是一个按 CPU 时钟周期 递增的 32 位计数器。

开启 CYCCNT 后，它会从 0 开始持续计数。我们在进入延时函数时先记录起始值， 再根据系统主频计算目标周期数：

• 1 us 对应的周期数：SystemCoreClock / 1000000
• N us 对应的周期数：N * (SystemCoreClock / 1000000)

最后通过轮询 CYCCNT 的差值是否达到目标周期数来实现微秒级延时。 这种方式不依赖定时器外设，精度高、实现简单，适合短延时场景。

代码

创建usDelay.c和usDelay.h文件，分别粘贴以下代码：

usDelay.c

#include "usDelay.h"

void DWT_Init(void) {
    CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // 开启 TRC
    DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;          // 开启 CYCCNT 计数器
}

void delay_us(uint32_t us) {
    uint32_t startTick = DWT->CYCCNT;
    uint32_t delayTicks = us * (SystemCoreClock / 1000000);
    while ((DWT->CYCCNT - startTick) < delayTicks);
}

usDelay.h

#ifndef __US_DELAY_H
#define __US_DELAY_H

#include "stm32f1xx_hal.h"

void DWT_Init(void);
void delay_us(uint32_t us);

#endif /* __US_DELAY_H */

使用CMake工程的小伙伴别忘记将usDelay.c加入target_sources

然后即可在main函数中使用了：

  /* USER CODE BEGIN 2 */
  DWT_Init(); // 初始化 DWT
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
    delay_us(10); // Delay for 10 microseconds
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
    delay_us(10); // Delay for 10 microseconds
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }