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01、示波器

测量一段代码运行时间第一时间想到的当然是示波器了,在测量开始的代码前面拉高某个GPIO,在结束测量的位置拉低这个GPIO,直接使用示波器查看这个GPIO的高电平时间长度即可,就是我们要测量的这段代码的运行时间。

那么直接上示例,为了模拟代码运行一段时间,这里我直接采用之前文章《STM32的四种延时方法》直接延时。

  while (1)
  {
    GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄灭LED灯                     
    delay_ms(500);//延时500ms
    GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//点亮LED灯                     
    delay_ms(500);//延时500ms
  }

延时500ms时波形如下

图片

当修改代码,延时100ms时

  while (1)
  {
    GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄灭LED灯                     
    delay_ms(100);//延时100ms
    GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//点亮LED灯                     
    delay_ms(100);//延时100ms
  }

波形如下

图片

测量准确无误,但是他的缺点也很明显啊,需要示波器,示波器一般很笨重的,即使是轻便的示波器,也需要接硬件,还是很麻烦的,而且需要一个空闲的GPIO,测量的这段代码中,不能使用到这个GPIO。

02、定时器测量

定时器不仅仅我们可以实现我们之前讲解的《基础定时功能》《PWM输出功能》《输入捕获功能》《触摸按键功能》,还可以用于测量一段代码的运行时间。在学习使用定时器测量代码运行时间之前,如果对定时器不了解的同学先看刚刚提到的定时器的文中,重点文章《STM32基础定时器简介》。本篇文章不再讲解定时器的基础功能。

定时器本质上就是向上累加的计数器(如果配置成向上计数时),所以我们在测量开始的代码前面读取定时器的计数器,在结束测量的位置再读取定时器的计数器,获得两次的差值,这样就可以计算出这段代码的运行的时间。这就是简单的原理,下面直接撸代码。

首先配置定时器,这里我使用定时器3,配置定时器的计数器每增加1,表示100us。并且将溢出值设置为最大。

void TIM_Config(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  /* TIM3 clock enable */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
  
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF-1;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (uint16_t) ((SystemCoreClock / 2) / 10000) - 1;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

测量代码运行时间的代码如下,这里进行了防溢出的处理

  while (1)
  {
    GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄灭LED灯                     
    delay_ms(100);//延时100ms
    GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//点亮LED灯
    old_counter = TIM_GetCounter(TIM3);
    delay_ms(100);//延时100ms
    couter_current = TIM_GetCounter(TIM3);
    if(couter_current > old_counter)
      counter = couter_current - old_counter;
    else
      counter = couter_current + 0XFFFF - old_counter;
    time_ms = counter / 10;
  }

上述代码延时100ms,通过定时器测量结果同样为100ms,准确无误。如下所示:

图片

这样有的同学可能已经联想到了,上述代码完全可以封装成一个函数如下
float Time_Difference_ms(void)
{
  static uint32_t old_counter;
  uint32_t counter,couter_current;
  couter_current = TIM_GetCounter(TIM3);
  if(couter_current > old_counter)
    counter = couter_current - old_counter;
  else
    counter = couter_current + 0XFFFF - old_counter;
  old_counter = couter_current;
  return (counter / 10);
}

这样就可以实现,测量两次调用这个接口的是时间差,如下,可以准确测得两次调用Time_Difference_ms这个函数的时间差是100ms。

图片

上述代码经过封装,可以测量代码两次运行到相同位置的时间差。将程序再进化一下
float Time_Difference_ms(uint8_t flg)
{
  static uint32_t old_counter[5];
  uint32_t counter,couter_current;
  couter_current = TIM_GetCounter(TIM3);
  if(couter_current > old_counter[flg])
    counter = couter_current - old_counter[flg];
  else
    counter = couter_current + 0XFFFF - old_counter[flg];
  old_counter[flg] = couter_current;
  return (counter / 10);
}

这样就可以得到多个位置两次运行到相同位置的时间差。

当然,这样也存在缺点:

1、需要占用一个定时器

2、按上述配置,最长测量时间为0XFFFF*0.1=6553.5ms=6.553.5s。

 

KeilIAR的工程文件下载地址:

PCB和工程代码开源地址:

https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6

 

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