STM32精准延时全解析：从微秒到秒的LED闪灯控制实战 | 零基础入门STM32第二十七步

师从洋桃电子，杜洋老师

📑文章目录

🔍 核心要点

本文通过SysTick定时器🔍（嘀嗒定时器）实现三级延时控制，重点解决以下问题：

1. 不同时间粒度的延时函数实现原理
2. 系统主频与延时精度的关系
3. 阻塞式延时的优化方案
4. LED闪灯频率的精准控制

⏱️ 延时函数深度解析

1. 微秒级延时（72MHz主频示例）

#define AHB_INPUT  72  //请按RCC中设置的AHB时钟频率填写到这里（单位MHz）

void delay_us(u32 uS){ //uS微秒级延时程序（参考值即是延时数，72MHz时最大值233015）	
	SysTick->LOAD=AHB_INPUT*uS;      //重装计数初值（当主频是72MHz，72次为1微秒）
	SysTick->VAL=0x00;        //清空定时器的计数器
	SysTick->CTRL=0x00000005;//时钟源HCLK，打开定时器
	while(!(SysTick->CTRL&0x00010000)); //等待计数到0
	SysTick->CTRL=0x00000004;//关闭定时器
}

参数说明：

2. 毫秒/秒级延时实现

// 毫秒级延时（基于微秒函数）
void delay_ms(u16 ms){ //mS毫秒级延时程序（参考值即是延时数，最大值65535）	 		  	  
	while( ms-- != 0){
		delay_us(1000);	//调用1000微秒的延时
	}
}

// 秒级延时（基于毫秒函数） 
void delay_s(u16 s){ //S秒级延时程序（参考值即是延时数，最大值65535）	 		  	  
	while( s-- != 0){
		delay_ms(1000);	//调用1000毫秒的延时
	}
} 

💡 LED闪灯实战应用

1. 基础闪灯程序（1Hz频率）

int main (void){//主程序
	RCC_Configuration(); //时钟设置
	LED_Init();
	while(1){
		GPIO_WriteBit(LEDPORT,LED1,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(LEDPORT,LED1))); //取反LED1
		delay_ms(500); //延时1秒
	}
}

▲ 完整代码⏬四种方法实现的LED闪灯程序

2. 频率调节技巧

🛠️ 关键优化技巧

1. 非阻塞式延时
   使用SysTick中断实现后台计时，释放CPU资源

   volatile uint32_t timing_delay = 0;
   
   void SysTick_Handler(void) {
       if(timing_delay != 0x00) timing_delay--;
   }
   

2. 主频自适应
   动态计算LOAD值，适配不同时钟频率：

   #define CPU_FREQ 72000000  // 当前主频72MHz
   SysTick->LOAD = (CPU_FREQ/8000000)*us; 
   

3. 误差补偿方案
   通过示波器测量实际延时，添加补偿系数：

   #define DELAY_COMPENSATE 1.02  // 实测补偿系数
   uint32_t adj_us = us * DELAY_COMPENSATE;
   

🔧 调试与验证

1. GPIO翻转法测量

   GPIO_Toggle(LED_PORT); 
   delay_us(1000);
   GPIO_Toggle(LED_PORT);
   

2. 用示波器捕获方波宽度验证延时精度

3. 变量观测法
   在调试模式下观察timing_delay变量递减过程

4. 逻辑分析仪追踪
   通过SWD接口捕获GPIO状态变化时序

📚 学习建议

实践路线：
1. 修改delay_us参数观察LED闪烁变化
2. 尝试实现10Hz/1kHz不同频率的闪灯
3. 移植FreeRTOS验证延时精度
4. 开发PWM调光呼吸灯

硬件验证：

万用表测量电压变化

示波器捕获波形时序

电流表监测功耗变化

🔗 相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32F103xx官方数据手册
[3] STM32F103X8-B数据手册（中文）
[4] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[5] 四种方法实现的LED闪灯程序

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📌 下期预告：下一期将探讨LED呼吸灯程序重点课程，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

v1.0 初始版本（2025-02-25）

作者：触角01010001