MCU硬件延时和软件延时有什么区别？

由 cathy 提交于周五, 25 六月 2021 - 13:45

在嵌入式项目中，软件开发基本上都会使用到延时，那么，该用软件延时还是硬件延时？它们又有什么区别呢？

今天就来讲讲关于硬件延时和软件延时的内容，以及它们的区别。

硬件和软件延时

延时的种类很多，先给大家普及一下延时相关概念和分类。

1.硬件延时

指利用具有计数功能的硬件进行延时。

比如：定时器（Timer）、实时时钟（RTC）、系统滴答定时器（SysTick）等具有计数功能的硬件。

2.软件延时

相对硬件延时而言，软件延时就是写一段软件代码，通过消耗CPU时间进行延时。

比如软件延时函数：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">void Delay(uint32_t Cnt)
{
uint32_t i;

while(Cnt--)
{
for(i=0; i<0x80000; i++);
}
}</pre>

阻塞和非阻塞延时

实际应用中，延时分阻塞和非阻塞延时。

1.阻塞延时

指CPU一直停留阻塞，不去做其它事情，直到延时结束结束。

像上面那个软件延时（Delay）就是一个典型的阻塞延时，一直消耗CPU，直到延时结束。

2.非阻塞延时

指在延时期间，没有阻塞CPU，也就是说CPU在延时期间可以执行其它代码。

比如：利用定时器中断延时，只需要开启定时器，在中断（计数）到来之前，CPU可以执行其它代码。

3.额外举例

a.利用定时器也能实现阻塞延时，比如STM32的HAL自带的阻塞延时：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">__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)
{
}
}</pre>

b.利用RTOS自带的系统延时实现非阻塞延时，这个实现原理实际是利用了硬件延时（系统滴答定时器）。

当然，这个延时的原理（延时函数代码）相对比较复杂，对于普通用户只需要知道如何调用以及简单原理即可，感兴趣的老铁可以自行研究一下。

通常在一些RTOS的（Demo）例子的任务中都有系统延时，比如ucos非阻塞延时：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">OSTimeDly(10);</pre>

再比如FreeRTOS非阻塞延时：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">vTaskDelay(10);</pre>

硬件和软件延时区别

通过以上分析，其实不难得出，硬件延时相对软件延时更普遍。

1.软件相对硬件延时精度更差；

2.软件延时为阻塞延时，硬件延时可阻塞，也可非阻赛延时；

3.硬件延时应用更灵活、更广泛；

......

实际应用中，硬件延时、非阻塞延时相对更普遍。

来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/9wxhH_EO3ANtKT8BZB0nGA">嵌入式专栏（作者：strongerHuang）</a>
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