单片机延时函数怎么写规范？

我们从前在开发产物的时间，肯定会碰到一些延时需求，比如常见的LED闪耀，按键消抖，控制IO口输出时序等等。

别鄙视延时，这个小标题，想做好，以致要思量到步伐架构层面。

在开发板上，大概你用delay死延时，很简朴。

但是有个致命的标题，就是CPU壅闭，须要等延时完，步伐才气往下实验，这种在实际产物大部门情况是不能用的，另有就是这种延时时间精度也不敷，大概你延时500ms，实测550ms~600ms随机跳动。

如果换个主频从12MHz改为24MHz的单片机，全部定时全乱了套，改到你抓狂。

背面工作了，我就通过定时器，以全局变量来计时，然后判定变量值来判定时间，时间精度的标题办理了，但是又陪伴着另一个标题，就是代码可扩展性和可移植性差，换一个项目，要增长新的延时时间，大概换一个单片机，代码又要大改。

本日带你彻底办理这个标题，分享我从前做产物不停在用的定时架构，已经颠末几十个项目批量验证，稳固、可扩展，可移植。

一、架构实现思绪图解
1.1 焦点数据结构体

1. typedef struct {
2.     uint16_t Period;        // 定时周期（50μs单位）
3.     uint16_t CurrentCount;  // 当前计数值
4.     void (*func)(void);     // 回调函数指针
5.     TIMER_STATE_TYPEDEF state; // 状态标示
6. } Stu_TimerTypedef;
8. volatile Stu_TimerTypedef Stu_Timer[T_SUM]; // T_SUM建议定义8

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1.2 三层架构计划

二、代码逐行剖析（焦点函数）
2.1 硬件初始化函数

1. static void hal_timer4Config(void)
2. {
3.     // TIM4时钟使能
4.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
5.    
6.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure = {0};
7.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 50 - 1;  // 50us间隔自动重装载值
8.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = SystemCoreClock/1000000 - 1; // 1MHz时基
9.     //其它初始化代码
10. }

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2.2 定时器管理API
2.2.1 创建定时器

1. void hal_CreatTimer(TIMER_ID_TYPEDEF id, void (*proc)(void),
2.                    uint16_t Period, TIMER_STATE_TYPEDEF state)
3. {
4.     Stu_Timer[id].state = state;
5.     Stu_Timer[id].Period = Period;   // 设置周期（50μs*Period）
6.     Stu_Timer[id].CurrentCount = 0;  // 清空计数
7.     Stu_Timer[id].func = proc;       // 绑定回调函数
8. }

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3.2.2 定时器状态控制

1. TIMER_RESULT_TYPEDEF hal_CtrlTimerAction(TIMER_ID_TYPEDEF id,
2.                                        TIMER_STATE_TYPEDEF sta)
3. {
4.     if(Stu_Timer[id].func != NULL){
5.         Stu_Timer[id].state = sta; // 修改运行状态
6.         return T_SUCCESS;
7.     }
8.     return T_FAIL; // 定时器未创建
9. }

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3.3 克制处置惩罚焦点

1. void TIM4_IRQHandler(void)
2. {
3.     if(TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET){
4.         // 全局中断处理函数
5.         for(uint8_t i=0; i<T_SUM; i++){
6.             if(Stu_Timer[i].state == T_STA_START){
7.                 if(++Stu_Timer[i].CurrentCount >= Stu_Timer[i].Period){
8.                     Stu_Timer[i].state = T_STA_STOP; // 单次触发模式
9.                     Stu_Timer[i].func(); // 执行用户回调
10.                 }
11.             }
12.         }
13.         TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
14.     }
15. }

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三、底子用法示例
3.1 LED闪耀（1Hz）

1. // 定义LED任务ID
2. #define LED_TASK_ID 0
4. // LED回调函数
5. void LED_Task(void){
6.     GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13,
7.                 (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_13)));
8. }
10. int main(void){
11.     // 硬件初始化
12.     hal_timerInit();  
13.     GPIO_Init(GPIOC, GPIO_Pin_13, GPIO_Mode_Out_PP);
14.    
15.     // 创建定时器（10000*50μs=500ms）
16.     hal_CreatTimer(LED_TASK_ID, LED_Task, 10000, T_STA_START);
17.    
18.     while(1){
19.         // 主循环可添加其他任务
20.         if(需要重启定时器){
21.             hal_ResetTimer(LED_TASK_ID, T_STA_START);
22.         }
23.     }
24. }

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3.2 按键消抖（进阶用法）

1. #define KEY_TASK_ID 1
2. uint8_t key_state = 0;
4. void Key_Scan_Task(void){
5.     static uint16_t press_time = 0;
6.    
7.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)){
8.         if(++press_time > 10){ // 50μs*10=0.5ms
9.             key_state = 1;
10.         }
11.     }else{
12.         press_time = 0;
13.         key_state = 0;
14.     }
15. }
17. void Init_Key_Scan(void){
18.     hal_CreatTimer(KEY_TASK_ID, Key_Scan_Task, 10, T_STA_START); // 每0.5ms扫描
19. }

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关于这个定时器架构，我在2018年也录了一套比力体系的教程，可滴滴我安排。

以上两种是比力常用了，除了这个，我们无际单片机项目里另有控制单口时序驱动外围芯片的用法，比如语音芯片等等，用起来极其机动。

这种是通过定时器的精准定时，定时使命在定时器克制内里实验，也是有缺点的，如果定时的使命多了，就会影响及时性。

以是，有些定时，不须要要求这么高的，我们一样平常是共同使命的Tick，然后每个使命里设置一个变量，通过递增和递减来延时。

之前有同砚问过我，怎么去验证这个定时器时间准禁绝？

我们在调试延时架构代码的阶段，会通过示波器，共同IO电平翻转去测试，比如10ms翻转一次，看下精度。

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