相信看了郭天祥老師51視頻的道友應該都知道,老師曾多次在視頻中介紹了KEIL的代碼運行時間功能:
魚鷹也一直很想用上這個功能,但很不幸的是,我發現這個時間根本就不準確! 郭老師說,這個時間單位是秒(sec),是從單片機運行第一條代碼開始計算的,但是當你真正用示波器驗證這個時間差(因為不知道單片機什么時候才開始運行,所以只能看時間差)的時候,你會發現這個時間是不準確的。 所以以前魚鷹在測試一段代碼(比如軟件延時代碼)運行時間的時候,為了確保準確,都會折騰以下步驟: 1、搬來示波器(嗯,挺重的) 2、找好杜邦線(最好測試一下杜邦線的好壞) 3、測試代碼前后插入端口輸出高低電平代碼(輸出高低電平讓示波器顯示) 4、有時代碼可能只執行一次,要么修改代碼讓它循環運行,要么使用示波器的單次觸發功能。 當你完成了以上步驟,你才能真正開始你的測試工作。 那么請問各位道友,這些步驟做下來,需要耗費多少時間? 十分鐘到半小時差不多吧,如果東西難找,時間更久! 難道沒有更好的方式了嗎?憑什么那些純軟件的就可以很快的測試代碼運行時間,我們就不行? 所以魚鷹一直記著這個事情,一直想要找到一種方便且簡單的測量方法。 直到有一天,魚鷹完成了 uCOS II 內核感知器的功能,喏,就是這個東西:
魚鷹才重新思考 KEIL 的時間測量功能。 通過上圖魚鷹可以知道,這個時間相當準確,那么明明 KEIL 可以獲得準確時間,為什么這個專門顯示時間的功能反而不準了呢? 后來魚鷹在 KEIL 窗口下(調試窗口)還意外看到了這個東西:
我了個去,還有一個小窗口專門顯示呢,然后右擊,又出現了這個:
當你認真觀察后,發現有好幾個選項,但是時間還是那么不準確(單位:秒)。 而魚鷹在完成了內核感知器的時候,又再一次測試了這個窗口,發現真準(嗯,不能說臟話)。 于此,魚鷹明白了,不是 KEIL 不能準確顯示時間,而是沒有設置準確。 那么到底怎么設置呢?魚鷹想到了《STM32調試利器之ITM》筆記中有一個關鍵的操作,就是設置內核時鐘頻率。 所以魚鷹把默認的10 M改成了f103的72 M,并找來了示波器,一頓操作猛如虎,終于得出了結果。 真準!準到你懷疑人生!
是的,在線仿真下,你只要在常規的仿真器設置下,再加入這個設置,你就能得到你想要的時間。 而軟件仿真下,你只要準確設置這個外部晶振頻率,你就能很好的測量運行時間(STM32 F103,F4軟件仿真效果不行)
那么又該如何測量時間呢? 在寄存器窗口顯示的時間是從單片機運行第一條代碼開始的時間,這個時間是累計的,如果用這個時間進行測量的話,必須在測試代碼前記下時間,然后運行代碼后再記錄一次時間,兩次時間相減,才是代碼運行時間。 這個方法不錯,但是魚鷹有更好的方法。 看到那一個個選項了嗎?
人家可以重置(Reset)時間,比如魚鷹現在用t1顯示的時間(t0 和 寄存器窗口顯示的時間一樣,不信你可以看看),只要先重置一下這個t1(最上面那個),然后運行代碼后暫停,t1顯示的就是這段代碼的運行時間了。 這樣一來,你就能輕松實現代碼的時間測量了。 既然得到我們想要的結果,我們就會思考以下幾個問題: 1、為什么設置之后,時間就準確了呢? 2、它是怎么測量時間的? 3、它的測量精度是多少? 4、這個測量方法有什么限制沒有? 其實這個幾個問題都和 DWT(這個模塊魚鷹在很多筆記中寫過) 這個外設模塊有關。 我們知道,STM32F1 和STM32F4 系列單片機里面有一個DWT模塊,這個可以簡單的認為是一個定時器,而它的時基就是內核時鐘! 也就是說,DWT 是由內核時鐘驅動的,如果CPU內核頻率是72 M,那么它就能達到 1 / 72 M 的精度,即1 / 72 微秒! 而且它是 32 位計數器,最大可測量時間 60 多秒(這個具體需要計算一下),對于單片機而言,足夠了! 因為單片機的內核頻率是可以設置的,而 KEIL 本身是不知道CPU在什么頻率下運行,所以我們需要通過設置,告訴 KEIL CPU的運行頻率,這樣KIEL才能根據這個頻率換算出準確的時間。 現在再說說限制問題,第一個是單片機限制。 目前已知 F1 和 F4 是有 DWT 這個外設的,所以沒問題,但是 F0 應該就不行了(具體沒測過)。 第二個是軟件問題,首先KEIL 對于 F4 的軟件仿真支持不怎么好,所以你會發現F4在軟件仿真下也是無法測量的,但是不會影響在線仿真。其次就是 KEIL版本問題,5.14用的挺好,但5.20版本你會發現右下角的時間窗口沒有顯示時間或者時間不更新,一個簡單的解決方法是,切換到寄存器窗口,這樣時間窗口就能正常更新了(這可是寶貴的經驗哦)。
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原文標題:KEIL 下如何準確測量代碼執行時間?
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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