前言
测试代码的运行时间的两种方法:- 使用单片机内部定时器,在待测程序段的开始启动定时器,在待测程序段的结尾关闭定时器。为了测量的准确性,要进行多次测量,并进行平均取值。
- 借助示波器的方法是:在待测程序段的开始阶段使单片机的一个GPIO输出高电平,在待测程序段的结尾阶段再令这个GPIO输出低电平。用示波器通过检查高电平的时间长度,就知道了这段代码的运行时间。显然,借助于示波器的方法更为简便。
借助示波器方法的实例
Delay_us函数使用STM32系统滴答定时器实现:#include "systick.h"/* SystemFrequency / 1000 1ms中断一次 * SystemFrequency / 100000 10us中断一次 * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次 */#define SYSTICKPERIOD 0.000001#define SYSTICKFREQUENCY (1/SYSTICKPERIOD)/** * @brief 读取SysTick的状态位COUNTFLAG * @param 无 * @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET). */static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void) {if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk) {return SET; }else {return RESET; }}/** * @brief 配置系统滴答定时器 SysTick * @param 无 * @retval 1 = failed, 0 = successful */uint32_t SysTick_Init(void){/* 设置定时周期为1us */if (SysTick_Config(SystemCoreClock / SYSTICKFREQUENCY)) { /* Capture error */return (1); }/* 关闭滴答定时器且禁止中断 */ SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk); return (0);}/** * @brief us延时程序,10us为一个单位 * @param * @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us * @retval 无 */void Delay_us(__IO uint32_t nTime){ /* 清零计数器并使能滴答定时器 */ SysTick->VAL = 0; SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; for( ; nTime > 0 ; nTime--) {/* 等待一个延时单位的结束 */while(SysTick_GetFlagStatus() != SET); }/* 关闭滴答定时器 */ SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;}
检验Delay_us执行时间中用到的GPIO(gpio.h、gpio.c)的配置:
在main函数中检验Delay_us的执行时间:

使用定时器方法的实例
Delay_us函数使用STM32定时器2实现:#include "timer.h" /* SystemFrequency / 1000 1ms中断一次 * SystemFrequency / 100000 10us中断一次 * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次 */ #define SYSTICKPERIOD 0.000001#define SYSTICKFREQUENCY (1/SYSTICKPERIOD) /** * @brief 定时器2的初始化,,定时周期1uS * @param 无 * @retval 无 */void TIM2_Init(void){ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; /*AHB = 72MHz,RCC_CFGR的PPRE1 = 2,所以APB1 = 36MHz,TIM2CLK = APB1*2 = 72MHz */ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); /* Time base configuration */ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = SystemCoreClock/SYSTICKFREQUENCY -1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE); /* 设置更新请求源只在计数器上溢或下溢时产生中断 */ TIM_UpdateRequestConfig(TIM2,TIM_UpdateSource_Global); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);} /** * @brief us延时程序,10us为一个单位 * @param * @arg nTime: Delay_us( 10 ) 则实现的延时为 10 * 1us = 10us * @retval 无 */void Delay_us(__IO uint32_t nTime){ /* 清零计数器并使能滴答定时器 */ TIM2->CNT = 0; TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); for( ; nTime > 0 ; nTime--) {/* 等待一个延时单位的结束 */while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) != SET); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); } TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);}在main函数中检验Delay_us的执行时间:
#include "stm32f10x.h"#include "Timer_Drive.h"#include "gpio.h"#include "systick.h" TimingVarTypeDef Time; int main(void){ TIM2_Init(); SysTick_Init(); SysTick_Time_Init(&Time); for(;;) { SysTick_Time_Start(); Delay_us(1000); SysTick_Time_Stop(); } }怎么去看检测结果呢?用调试的办法,打开调试界面后,将Time变量添加到Watch一栏中。然后全速运行程序,既可以看到Time中保存变量的变化情况,其中TimeWidthAvrage就是最终的结果。

两种方法对比
软件测试方法 操作起来复杂,由于在原代码基础上增加了测试代码,可能会影响到原代码的工作,测试可靠性相对较低。由于使用32位的变量保存systick的计数次数,计时的最大长度可以达到2^32/72M = 59.65 s。示波器方法 操作简单,在原代码基础上几乎没有增加代码,测试可靠性很高。由于示波器的显示能力有限,超过1s以上的程序段,计时效果不是很理想。但是,通常的单片机程序实时性要求很高,一般不会出现程序段时间超过秒级的情况。