STM32内核DWT精确延时详解

1.概述
在Cortex-M里面有一个外设叫DWT(Data Watchpoint and Trace)，该外设有一个32位的寄存器叫CYCCNT，它是一个向上的计数器，记录的是内核时钟运行的个数。
最长能记录的时间为：10.74s=2的32次方/400000000
(假设内核频率为400M，内核跳一次的时间大概为1/400M=2.5ns)
当CYCCNT溢出之后，会清0重新开始向上计数。
使能CYCCNT计数的操作步骤：
(1)、先使能DWT外设，这个由另外内核调试寄存器DEMCR的位24控制，写1使能
(2)、使能CYCCNT寄存器之前，先清0
(3)、使能CYCCNT寄存器，这个由DWT_CTRL(代码上宏定义为DWT_CR)的位0控制，写1使能

2.代码

#define  DWT_CR      *(__IO uint32_t *)0xE0001000 #define  DWT_CYCCNT  *(__IO uint32_t *)0xE0001004 #define  DEM_CR      *(__IO uint32_t *)0xE000EDFC  #define  DEM_CR_TRCENA                   (1 << 24) #define  DWT_CR_CYCCNTENA                (1 <<  0)  /**   * @brief  初始化时间戳   * @param  无   * @retval 无   * @note   使用延时函数前，必须调用本函数   */ HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority) {     /* 使能DWT外设 */     DEM_CR |= (uint32_t)DEM_CR_TRCENA;                      /* DWT CYCCNT寄存器计数清0 */     DWT_CYCCNT = (uint32_t)0u;      /* 使能Cortex-M DWT CYCCNT寄存器 */     DWT_CR |= (uint32_t)DWT_CR_CYCCNTENA;        return HAL_OK; }  /**   * @brief  读取当前时间戳   * @param  无   * @retval 当前时间戳，即DWT_CYCCNT寄存器的值   */ uint32_t CPU_TS_TmrRd(void) {           return ((uint32_t)DWT_CYCCNT); } 

/* 获取内核时钟频率 */ #define GET_CPU_ClkFreq()       HAL_RCC_GetSysClockFreq() #define CPU_MHZ                 168 #define SysClockFreq            (CPU_MHZ*1000000)  /**   * @brief  读取当前时间戳   * @param  无   * @retval 当前时间戳，即DWT_CYCCNT寄存器的值   */ uint32_t HAL_GetTick(void) {           return ((uint32_t)DWT_CYCCNT/SysClockFreq*1000); } 

DWT_CYCCNT为内核的计数次数，SysClockFreq为内核时钟频率。
1/SysClockFreq为内核每运行一次耗费的时间，单位为秒。
(1/SysClockFreq) * 1000为将内核每运行一次耗费的时间单位由秒转换为ms。
DWT_CYCCNT / SysClockFreq * 1000即将内核的运行的次数转换为ms值

/**   * @brief  采用CPU的内部计数实现精确延时，32位计数器   * @param  us : 延迟长度，单位1 us   * @retval 无   * @note   使用本函数前必须先调用CPU_TS_TmrInit函数使能计数器，             或使能宏CPU_TS_INIT_IN_DELAY_FUNCTION             最大延时值为8秒，即8*1000*1000   */ void CPU_TS_Tmr_Delay_US(uint32_t us) {   uint32_t ticks;   uint32_t told,tnow,tcnt=0;    /* 在函数内部初始化时间戳寄存器， */   #if (CPU_TS_INIT_IN_DELAY_FUNCTION)     /* 初始化时间戳并清零 */   HAL_InitTick(5); #endif      ticks = us * (GET_CPU_ClkFreq() / 1000000);  /* 需要的节拍数 */         tcnt = 0;   told = (uint32_t)CPU_TS_TmrRd();         /* 刚进入时的计数器值 */    while(1)   {     tnow = (uint32_t)CPU_TS_TmrRd();       if(tnow != told)     {          /* 32位计数器是递增计数器 */           if(tnow > told)       {         tcnt += tnow - told;         }       /* 重新装载 */       else        {         tcnt += UINT32_MAX - told + tnow;        }               told = tnow;        /*时间超过/等于要延迟的时间,则退出 */       if(tcnt >= ticks)break;     }     } } 

ticks = us * (GET_CPU_ClkFreq() / 1000000)的推导过程如下：
GET_CPU_ClkFreq()为内核的时钟频率。
在本程序中CPU的内核频率为168000000，
计算一个时钟运行的秒：(1/168000000)秒
计算一个时钟运行的秒数转换为us：(1/168000000)*1000000=1000000/168000000us
CPU_TS_Tmr_Delay_US(uint32_t us)中函数参数为us单位
假设需要延时500us，那么需要多少个内核时钟
500us=1000000 / 168000000us * X;
X=500us * (168000000us / 1000000);