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STM32 纳秒级延时 (ns delay) 的指令延时实现方式及测定

PegasusYu 2023-10-30 原文

STM32 纳秒级延时 (ns delay) 的指令延时实现方式及测定

STM32的主频一般在几十到几百MHz，因此其时钟周期在纳秒级，如果要实现纳秒级延时，除了用定时器方式实现，可以用如下两种指令延时方式。但是需要注意，这两种方式不能直接表达延时的具体时长，随MCU的主频其延时时长会变化，需要经过测定方式来了解具体时长。

nop延时方式

通过nop指令可以实现一个空指令周期, 属于纳秒级延时，HAL库的实现方式：

__NOP();

实际上就是：

__ASM volatile ("nop")

移位延时方式

右移一位操作是各种计算过程里占用时间最少的操作，也是纳秒级，先定义一个变量：

uint32_t ns_delay = 0xffffffff;

然后在需要实现纳秒级延时的位置，实现延时：

ns_delay >>= 1;

延时测定

虽然单次纳秒级延时的时间不确定，但是可以通过多次叠加扩大延时到微秒级以上，并通过GPIO输出电平变化和示波器测试来确定微秒延时间隔，再将微秒延时间隔除以纳秒延时次数，得到纳秒延时时长。如：

uint32_t ns_delay = 0xffffffff;

while(1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,0, GPIO_PIN_SET);
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
//...continue 
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,0, GPIO_PIN_RESET);
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
ns_delay >>= 1;
//...continue 

}

通过示波器测出管脚输出对应的方波的半周期，这个半周期是多次纳秒级延时的叠加和一次管脚输出延时的组合，管脚输出延时的介绍参考： STM32 HAL us delay（微秒延时）的指令延时实现方式及优化 。所以从半周期减去管脚输出延时，再除以纳秒级延时次数，就得到纳秒级延时时长。

需要注意，上述纳秒级延时叠加部分，只能一条一条列出，不能采用循环语句实现，因为循环语句进行继续循环与否的判断也是要消耗指令周期，故此处不能偷懒。

–End–

纳秒delayspanclasstokenstm32ns delay纳秒延时nop延时移位延时

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