用示波器“看” arduino (2) ----精确的延时

易德乐

有一个网友提出一个问题“现在要进行一个0.4us的延时，发现不管怎么调都只能调到15us，根本达不到要求，我用的芯片是MEGA32U4-AU，外部晶振是16MHz，求见解！！！！！”
我试验了一下，最终的程序如下：
ARDUINO 代码

• const int PinA =  13;
• void setup() {
•   pinMode(PinA, OUTPUT);
•   digitalWrite(PinA,LOW);
• }
• void loop() {
•   PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
•   PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);  
•     for (long zdelay=0;zdelay<9; zdelay++) {
•     __asm__("nop        ");
•   }
•   PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
•   PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
•   PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);  
•   PORTB = B000000;  //digitalWrite(PinA,LOW);  
• }
  
  

这个程序运行之后的波形如下

可以看到中间的延时差不多有4.1331us（我用游标对齐，右下角显示x=4.1331）. 让然这个值中还包括了一个拉GPIO的指令周期，大约会有 62.1ns的影响。此外，如果要求特别精确，在使用时还要考虑周期性中断的影响。这里就不说了…….

下面我们继续实验，尝试找到循环次数和实际delay时间的关系（因为涉及到编译器优化， long int的计算和判断，直接尝试计算机器周期不可行）。
首先尝试zdelay<8，测量结果是3.7013us

根据上述值结合循环简单猜测一下，对于这个循环体，固定部分耗时0.2469us （比如给变量赋初始值），循环部分每次耗时0.4318us
就是 T= 0.2469 + n *0.4318
根据这个计算循环zdelay<5应该是 2.4059us测量结果是2.3722us
加入我们打算delay 100us 根据上述公式应该循环 231次
代码：

ARDUINO 代码复制打印

• const int PinA =  13;
• void setup() {
•   pinMode(PinA, OUTPUT);
•   digitalWrite(PinA,LOW);
• }
• void loop() {
•   PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
•   PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);  
•   for (long zdelay=0;zdelay<231; zdelay++) {
•     __asm__("nop        ");
•   }
•   PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);
•   PORTB = B000000; //digitalWrite(PinA,LOW);
•   PORTB = B100000; //digitalWrite(PinA,HIGH);  
•   PORTB = B000000;  //digitalWrite(PinA,LOW);  
• }
  
  

实际测试结果是 101us, 符合理论…….


提示:如果你打算用上面的方法来做精确的延时,那么首先你要确保你有一台好用的示波器.

asasq11

谢谢分享~~~