在嵌入式項目中,軟件開發基本上都會使用到延時,那么,該用軟件延時還是硬件延時?它們又有什么區別呢?
今天,我們就來講講關于硬件延時和軟件延時的內容,以及二者的區別。
硬件和軟件延時
延時的種類很多,先給大家普及一下延時相關概念和分類。
1、硬件延時
硬件延時是指利用具有計數功能的硬件進行延時。
比如:定時器(Timer)、 實時時鐘(RTC)、系統滴答定時器(SysTick)等具有計數功能的硬件。
2、軟件延時
相對硬件延時而言,軟件延時就是寫一段軟件代碼,通過消耗CPU時間進行延時。
比如軟件延時函數:
void Delay(uint32_t Cnt)
{
uint32_t i;
while(Cnt--)
{
for(i=0; i<0x80000; i++);
}
}
阻塞和非阻塞延時
在實際應用中,延時分阻塞和非阻塞延時。
1、阻塞延時
阻塞延時是指CPU一直停留阻塞,不去做其它事情,直到延時結束結束。
像上面那個軟件延時(Delay)就是一個典型的阻塞延時,一直消耗CPU,直到延時結束。
2、非阻塞延時
非阻塞延時是指在延時期間沒有阻塞CPU,也就是說,CPU在延時期間可以執行其它代碼。
比如:利用定時器中斷延時,只需要開啟定時器,在中斷(計數)到來之前,CPU可以執行其它代碼。
3、額外舉例
a.利用定時器也能實現阻塞延時,比如STM32的HAL自帶的阻塞延時:
__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
uint32_t wait = Delay;
/* Add a freq to guarantee minimum wait */
if (wait < HAL_MAX_DELAY)
{
wait += (uint32_t)(uwTickFreq);
}
while ((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
{
}
}
b.利用RTOS自帶的系統延時實現非阻塞延時,這個實現原理實際是利用了硬件延時(系統滴答定時器)。
當然,這個延時的原理(延時函數代碼)相對比較復雜,對于普通用戶只需要知道如何調用以及簡單原理即可,感興趣的老鐵可以自行研究一下。
通常在一些RTOS的(Demo)例子的任務中都有系統延時,比如ucos非阻塞延時:
OSTimeDly(10);
再比如FreeRTOS非阻塞延時:
vTaskDelay(10);
硬件和軟件延時區別
通過以上分析,其實不難得出,硬件延時相對軟件延時更普遍。
● 軟件相對硬件延時精度更差;● 軟件延時為阻塞延時,硬件延時可阻塞,也可非阻賽延時;● 硬件延時應用更靈活、更廣泛......
在實際應用中,硬件延時、非阻塞延時相更普遍。
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原文標題:一文弄懂單片機硬件與軟件延時的區別
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