STM32F0x HAL库学习笔记（3）使用HAL库延时函数（HAL_Delay()）

本文开发环境：

• MCU型号：STM32F051R8T6
• IDE环境： MDK 5.25
• 代码生成工具：STM32CubeMx 5.0.1
• HAL库版本：v1.9.0（STM32Cube MCU Package for STM32F0 Series）
  
  

本文内容：

1. Systick 定时器延时原理
2. 使用HAL_Delay()实现LED灯闪烁
3. 修改HAL_Delay()的延时单位
4. 使用HA_Delay()需要注意的情况
5. 关于HAL_Delay()函数溢出问题的讨论

Systick 定时器延时原理

Systick（滴答时钟）是一个24位，向下计数的定时器，当倒计时完成后，定时器可以产生一个中断，所以，当频率一定，计数个数一定时，这个中断就会以一定的时间间隔发生，如果每个中断发送后调用的中断函数中给一个变量累加，这样我们就可以获得一个与时间相关的变量。有关于滴答时钟相关知识，官方手册和网上已经有非常多的篇幅介绍讲解，这里不再赘述。

HAL_Delay()延时函数的使用

如果你使用STM32CubeMx来生成一个工程，那么使用Systick来延时是非常方便的，你只需要调用HAL库的一个虚函数，它的原型如下：

__weak void HAL_Delay(__IO uint32_t Delay)

可以看到，HAL_Delay()是一个虚函数，这表明用户可以在其它的位置重定义，如果这样，新的函数将会取代它，编译过程中也不会出现重定义的错误。该函数只有一个32位的参数，明显的，这个形参指定了延时的时间，它的单位是毫秒(ms)。关于这个函数的使用，是简单的，下面的例子中，我们在拉高和拉低LED1引脚的程序间插入了延时500ms的语句，编译下载后，你就可以发现LED1灯在以1s的频率闪烁。

    while (1)
    {
        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
        HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay(500);
        HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);
		HAL_Delay(500);
    }
    /* USER CODE END 3 */

至此我们已经很好的在实际项目中运用到这个函数。如果你对这个函数还有其它的兴趣，我们可以进一步讨论和这个函数的其它方面。

HAL_Delay()函数延时单位的调整

虽然毫秒级的延时可能是应用最广泛的，但这个函数没有被命名为HAL_DelayMs()也可能正是考虑到用户会修改延时数的单位。改变延时的单位有几种方法，最简单，在HAL_Delay()函数内把形参乘一个系数，那么这个单位就会相应的这个系数的倍数。但是由于这种方式并没有改变系统的滴答时钟的中断频率，所以并不能影响到系统的开销。

这里介绍一种通过降低Systick中断频率来修改延时单位的方法，这种方式也节约了系统的开销。具体操作以下行数的形参改为比1000跟小的值，比如1，这样SysTick 1s 中断一次，而延时函数的单位，和最小单位，也成了1s。

  /*Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000U);

这里再简单介绍它的原理，首先来看Systick的中断函数：

void SysTick_Handler(void)
{
	/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
	
	/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
	HAL_IncTick();
	 /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
	
	* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

__weak void HAL_IncTick(void)
{
	uwTick++;
}

Systick定时器每中断一次，就调用一次HAL_incTick()函数，来对变量uwTick累加。接着我们来看HAL_Delay()函数的定义：

__weak void HAL_Delay(__IO uint32_t Delay)
{
		uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
		uint32_t wait = Delay;
		
		/* Add a period to guarantee minimum wait */
		if (wait < HAL_MAX_DELAY)
		{
			 wait++;
		}
		
		while((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
		{
		}
}

当程序进入延时函数时，就调用HAL_GetTick()获取当前uwTick的值。接着判断wait的值，若不大于可以延时的最大值，则wait自加1，最后不断的获取HAl_GetTick的值，直到这个值和初始值的差不小于等待的时间。所以，当我们的Delay形参越大，wait也越大，也就需要更长的时间来调出while循环。
综上所述，我们只要改变中断的频率，就可以修改延时单位的效果。
在main函数中，程序会调用SystemClock_Config()函数来配置系统时钟，当然也包括Systick，最后是通过虚函数HAL_InitTick来配置的，它的形参用来配置中断的优先级。

__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
  /*Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000U);

  /*Configure the SysTick IRQ priority */
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority ,0U);

   /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

我们重点关注以下这个函数：

  /*Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000U);

通过CubeMx的注释，表明这个函数决定了SysTick为1ms中断一次，如果形参我们不除以1000，这个函数则会1s中断一次，那么我们HAL_Delay()的延时单位将会是1s。这是因为这个值形参就是SysTick的倒计时个数，如果把SysTick的频率值，作为SysTick倒计时个数，那么单位肯定是1。可以具体数字来协助理解，比如SysTick的频率是10000Hz，意味着它1s减去10000个数，若把10000作为到倒计时数，他们需要则是1s钟的时间。

注意：由于这段代码存在用户代码区，即/*CODE BEGIN *//*CODE END */之间，当你在使用CubeMx对这个工程生成代码的时候，它会恢复成默认代码。

HAL_Delay()函数的注意事项

待写

HAL_Delay()函数溢出问题

待写