STM32F1与STM32CubeIDE快速入门-DWT精确延时

DWT(Data Watchpoint and Trigger)精确延时

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1、DWT介绍

在 Cortex-M3 中，有一个外设叫做 DWT（Data Watchpoint and Trigger），用于系统调试和跟踪，同时也具备延时功能。

在这里插入图片描述

DWT之所以能实现延时功能，是因为它有一个32位的计数器CYCCNT，它是一个向上计数的计数器。 溢出时会自动复位并重新开始向上计数。 它的频率是内核的主频率。 简单来说，如果内核时钟跳动，则CYCCNT计数器将增加 1。因此DWT可以代替定时器外设来实现延时功能和测量代码运行时间的功能，但是DWT 不能替代定时器的其他功能。

DWT 计数器的精度与系统的主频有关。比如，STM32F103的主频是72MHz，其精度为1 / 72MHz = 14纳秒，这足以满足大部分延时功能的要求。 同理，程序的运行时间为微秒级，远远满足衡量代码运行时间的要求。

2、DWT配置

DWT实现延时的功能，需要使用到三个寄存器：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。具体配置并使用DWT的步骤如下：

  • 先使能DWT外设，由内核调试寄存器DEMCR的位24控制，设置为1使能
  • 启用CYCCNT寄存器之前，先将其设置为零。
  • 启用CYCCNT寄存器，它由DWT的CYCCNTENA 控制，也就是DWT控制寄存器的位0控制，设置为1使能

STM32CubeIDE创建工程、系统配置、调试配置，在这里不再做介绍，请参考：

具体实现如下：

2.1 基本定义

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/\*
 \* dwt\_delay.h
 \*
 \* Created on: Apr 24, 2022
 \* Author: jenson
 \*/

#ifndef DWT\_DELAY\_H\_
#define DWT\_DELAY\_H\_

#include <stdio.h>
#include <stm32f1xx\_hal.h>

/\*\*\*
 \*@brief DWT初始化
 \*@returen 初始化成功，返回1；否则，返回0
 \*/
uint8\_t dwt\_init(void);

/\*\*\*
 \* @brief 延时微秒
 \* @param us 指定延时微秒值
 \*/
void dwt\_delay\_us(volatile uint16\_t us);

/\*\*\*
 \* @brief 延时毫秒
 \* @param us 指定延时毫秒值
 \*/
void dwt\_delay\_ms(volatile uint16\_t ms);

#endif /\* DWT\_DELAY\_H\_ \*/

2.2 DWT延时初始化

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uint8\_t dwt\_init(void) {
	/\* 禁用 TRC \*/
	CoreDebug->DEMCR &= ~CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // ~0x01000000;
	/\* 开启 TRC \*/
	CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk; // 0x01000000;

	/\* 禁用时钟周期计数器 \*/
	DWT->CTRL &= ~DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; //~0x00000001;
	/\*启用时钟周期计数器 \*/
	DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk; //0x00000001;

	/\* 重置时钟周期计数器值 \*/
	DWT->CYCCNT = 0;

	__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 1; /\*时钟周期计数器启动\*/
	} else {
		return 0; /\*时钟周期计数器未启动\*/
	}
}

2.3 DWT延时实现

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void dwt\_delay\_us(volatile uint16\_t us) {
	uint32\_t au32_initial_ticks = DWT->CYCCNT; 
	uint32\_t au32_ticks = (HAL\_RCC\_GetHCLKFreq() / 1000000);
	us \*= au32_ticks;
	while ((DWT->CYCCNT - au32_initial_ticks) < (us - au32_ticks))
		;
}

void dwt\_delay\_ms(volatile uint16\_t ms) {
	uint32\_t au32_initial_ticks = DWT->CYCCNT;
	uint32\_t au32_ticks = (HAL\_RCC\_GetHCLKFreq() / 1000);
	uint32\_t ms_new = ms \* au32_ticks;
	while ((DWT->CYCCNT - au32_initial_ticks) < (ms_new - au32_ticks))
		;
}

2.4 简单使用

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/\* Private includes ----------------------------------------------------------\*/
/\* USER CODE BEGIN Includes \*/
#include <stdio.h>
#include "dwt\_delay.h"
/\* USER CODE END Includes \*/

int main(void) {
	/\* USER CODE BEGIN 1 \*/
	int32\_t counter = 0;
	/\* USER CODE END 1 \*/

	/\* MCU Configuration--------------------------------------------------------\*/

	/\* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. \*/
	HAL\_Init();

	/\* USER CODE BEGIN Init \*/

	/\* USER CODE END Init \*/

	/\* Configure the system clock \*/
	SystemClock\_Config();

	/\* USER CODE BEGIN SysInit \*/

	/\* USER CODE END SysInit \*/

	/\* Initialize all configured peripherals \*/
	MX\_GPIO\_Init();
	MX\_USART1\_UART\_Init();
	MX\_TIM4\_Init();
	/\* USER CODE BEGIN 2 \*/
     printf("\*\*\*\*STM32CubeIDE:DWT Demo\*\*\*\*\r\n");
     if(dwt\_init()){
         printf("DWT inited.\r\n");
     }else{
         printf("DWT init failed.\r\n");
         while(1);
     }
	/\* USER CODE END 2 \*/

	/\* Infinite loop \*/
	/\* USER CODE BEGIN WHILE \*/
	while (1) {
		/\* USER CODE END WHILE \*/

		/\* USER CODE BEGIN 3 \*/
		printf("counter = %ld\r\n", counter);
		counter++;
		if (counter >= 65535) {
			counter = 0;
		}

		 dwt\_delay\_us(1000);
		//dwt\_delay\_ms(100);
		
	}
	/\* USER CODE END 3 \*/
}

3、STM32F1与STM32CubeIDE系列文章

3.1 STM32F1与STM32CubeIDE快速入门

3.2 STM32F1与STM32CubeIDE编程实例

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/124801263