LPC1768 / ARM Cortex-M3微秒延迟

Question

我正在尝试在裸机arm环境( LPC1768 )中实现微秒级延迟/ GCC我已经看到了使用SysTimer生成中断的示例，然后在C中执行一些计数，C用作时基

https://bitbucket.org/jpc/lpc1768/src/dea43fb213ff/main.c

然而，在12 don的系统时钟下，我认为这不会很好地扩展到微秒级的延迟。基本上，处理器将花费所有的时间来处理中断。

是否可以在循环中查询SYSTICK_GetCurrentValue的值，并确定在一微秒内有多少滴答，并在滴答的数量超过计算出的数字时跳出循环？

我不想为此使用单独的硬件计时器(但如果没有其他选择，我会使用的)

Answer 1

首先，这种事情不需要中断，你可以轮询计时器，不需要通过中断来过度杀伤力。是的，这是为什么这些例子使用中断的原因，但这并不意味着这是使用计时器的唯一方法。

Guy Sirton的回答是合理的，但我更喜欢汇编程序，因为我可以精确地控制它的时钟周期(只要没有中断或其他项目)。定时器通常更容易，因为代码更容易移植(更改处理器时钟频率，您必须重新调整循环，使用定时器，有时您需要做的所有事情是更改初始化代码以使用不同的预分频器，或者更改一行查找计算的计数)，并允许系统中的中断等事情。

在这种情况下，你说的是12 yes，1微秒，那就是12条指令，是吗？输入12个nops。或者分支到某个汇编程序，比如10NOPS或8，无论它产生什么，以补偿两个分支上的流水线刷新。定时器和中断将消耗超过12个指令周期的开销。即使在循环中轮询计时器也会很草率。计数器循环也会起作用，你需要了解分支开销，并针对此进行调整：

delay_one_ms:
mov r0,#3
wait:
sub r0,#1 @cortex-m3 means thumb/thumb2 and gas complains about subs.
bne wait
nop  @might need some nops to tune the loop accurately
nop
bx lr

调用此函数，使用gpio led或uart输出和秒表在循环中调用3000万次，并查看闪烁间隔为30秒。

ldr r4,=uart_tx_register_address
mov r5,#0x55
again:
ldr r6,=24000000
str r5,[r4]
top:
bl delay_one_ms
sub r6,#1
bne top
str r5,[r4]
b again

实际上，由于我假设每个分支有2个时钟，所以测试环路有3个时钟，延迟假设为总共12个时钟，因此每个环路15个时钟，30秒是30,000,000微秒，理想情况下是3000万个环路，但我需要12/15倍的环路数量来进行补偿。如果你有一个时基比较精确的示波器，或者至少和你想要的延迟一样精确，这就容易多了。

我自己没有研究过ARM的分支机构成本，否则我会对此发表评论。很可能是两到三个时钟。所以mov是1，sub是bne的1倍，也就是2倍。两个分支到达这里，两个返回。5+(3* loops )+nops=12。(3*loops)+nops=7 loops是2，nops是1，对吗？我认为将多个nops串在一起要容易得多：

delay_one_ms:
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    nop
    bx lr

如果您使用中断，您可能需要再烧录一些临时禁用中断的指令。如果你正在寻找“至少”1微秒，那么不用担心。

Answer 2

一种方法是使用循环来创建延迟，如下所示。你需要校准你的因子。一种更通用的方法是根据一些已知的时基来计算启动时的因子。

#define CAL_FACTOR ( 100 )

void delay (uint32_t interval)
{
  uint32_t iterations = interval / CAL_FACTOR;

  for(int i=0; i<iterations; ++i)
  {
    __asm__ volatile // gcc-ish syntax, don't know what compiler is used
    (
      "nop\n\t"
      "nop\n\t"
      :::
    );
  }
}

Answer 3

你可以在ARM处理器中使用SYSTICK来实现这一点。只需将其编程为计数每个1U，或者更少，如果你有足够的时钟速度，并做一个循环，直到你的延迟值到期。如下所示：

void WaitUs(int us) {

    unsigned int cnt; 

    while(us-- >0) {
       cnt = STK_VAL; // get systick counter, ticking each 500nS
       while( (STK_VAL-cnt) < 2); // repeat till 2 ticks
    }
}

请记住，这只是一个示例，您需要调整它以进行计数器翻转等操作。