使用DWT来实现系统延时

DWT，全称是The Debug Watchpoint and Trace (DWT) unit，用于系统调试及跟踪，详细的介绍可以参考ARM官方文档：ARMv7-M Architecture Reference Manual。本文将使它来实现一个系统的延时功能。

1. 寄存器简单介绍

要实现延时的功能，总共涉及到三个寄存器：DEMCR 、DWT_CTRL、DWT_CYCCNT，分别用于开启DWT功能、开启CYCCNT及获得系统时钟计数值。

DEMCR

其官方手册说明如下，这里我们只需要关注其第24位引脚TRCENA。

该寄存器的TRCENA位置位，使能DWT功能

DWT_CTRL寄存器

其包含很多功能，这里我们只开启其循环计数功能。

CYCCNT寄存器

该寄存器地址见上图，其描述如下：

当DWT的CYCCNTENA位置位后，该寄存器的值与系统周期计数值保持同步，我们可以用它的值来实现一个延时的功能。

2. 延时程序编写

直接上代码：

延时函数源文件：

#include "DWTDelay.h"

// 0xE000EDFC DEMCR RW Debug Exception and Monitor Control Register.
#define DEMCR           ( *(unsigned int *)0xE000EDFC )
#define TRCENA          ( 0x01 << 24) // DEMCR的DWT使能位

// 0xE0001000 DWT_CTRL RW The Debug Watchpoint and Trace (DWT) unit
#define DWT_CTRL        ( *(unsigned int *)0xE0001000 )
#define CYCCNTENA       ( 0x01 << 0 ) // DWT的SYCCNT使能位
// 0xE0001004 DWT_CYCCNT RW Cycle Count register,
#define DWT_CYCCNT      ( *(unsigned int *)0xE0001004) // 显示或设置处理器的周期计数值

//#define DWT_DELAY_mS(mSec)    DWT_DELAY_uS(mSec*1000)

static int SYSCLK = 0;;

void DWT_INIT(int sys_clk)
{
  DEMCR |= TRCENA;
  DWT_CTRL |= CYCCNTENA;

  SYSCLK = sys_clk; // 保存当前系统的时钟周期，eg. 72,000,000(72MHz).
}

// 微秒延时
void DWT_DELAY_uS(int uSec)
{
  int ticks_start, ticks_end, ticks_delay;

  ticks_start = DWT_CYCCNT;

  if ( !SYSCLK )
    DWT_INIT( MY_MCU_SYSCLK );

  ticks_delay = ( uSec * ( SYSCLK / (1000*1000) ) ); // 将微秒数换算成滴答数          

  ticks_end = ticks_start + ticks_delay;

  if ( ticks_end > ticks_start )
  {
    while( DWT_CYCCNT < ticks_end );
  }
  else // 计数溢出，翻转
  {
    while( DWT_CYCCNT >= ticks_end ); // 翻转后的值不会比ticks_end小
    while( DWT_CYCCNT < ticks_end );
  }
}

延时函数头文件：

#ifndef _DWTDELAY_H_

#define _DWTDELAY_H_

// 根据MCU做修改
#define MY_MCU_SYSCLK           (72000000)

void DWT_INIT(int sys_clk);

// 微秒延时
void DWT_DELAY_uS(int uSec);

#define DWT_DELAY_mS(mSec)    DWT_DELAY_uS( mSec*1000 )

#endif // _DWTDELAY_H_

至此，简单、好用、精准又不占用CPU其它外设资源的延时函数就实现了。