for循环延时时间计算

news2024/11/15 15:41:42

文章目录

前言
一、计算方式
二、for循环
- 2.1 for循环里定义变量
- 2.2 codeblock设置C99标准
三、
四、
总结

前言

之前做led点亮的实验，好像是被delay函数影响了，因为delay参数设置的不对，led没有正常闪烁。现在就想搞明白一些。

一、计算方式

1.1 阶段一

百度了一些文档，好像并没有专门取说明这一块的。

然后看了一篇帖子，相对说的比较清晰一些。

他看了for循环的汇编指令，

for(; nCount != 0; nCount–);
0x08000206 E000 B 0x0800020A
0x08000208 1E40 SUBS r0,r0,#1
0x0800020A 2800 CMP r0,#0x00
0x0800020C D1FC BNE 0x08000208

有3个指令，SUBS、CMP、BNE。其中SUBS和CMP都是单指令，BNE是3个机器周期。所以一条for循环一个指令周期需要5个机器周期。机器周期为主频的倒数。

如果时钟频率是72M，（1M = 1 * 10^6），那么机器周期就是t = 1 / 72M。

1s = 1000ms(毫秒),

1ms = 1000us(微秒)，

1us= 1000ns(纳秒)。

所以一个机器周期t = 1.39 * 10 ^ -8s = 13.8ns;

一个for循环5个机器周期，所以一个指令周期 t2 = 69ns;

所以如果按照代码里的参数count=0xFFFFF的话，循环时间就是t = 69ns * 1048575 = 72351675ns = 0.072s。

与预期不符。
``
2024年1月25日00:05:10更新
在做RCC实验的时候，用protues观察，使用的时钟是72M，在延时中使用0xFFFFF延时，在protues中计算得出t=1370ms-588ms=782ms。跟计算的0.072s很接近啊！
在这里插入图片描述
下面是代码情况

void rcc_led_loop()
{
	led_on();
	Delay_rcc(0xfffff);
	led_off();
	Delay_rcc(0xfffff);
}

以上为更新内容

但是如果主频按照8M来算，使用count = 1600000来for循环，时间为0.9936s。

1.2、阶段2

    STM32系列芯片（Cortex-M3）有三级流水线，指令周期不定，ARM给出的Cortex-M3核单片机的平均执行速度是1.25MIPS/Mhz。

MIPS的全称是Million Instructions Per Second，每秒百万指令（西方或者国际上的计量体系中1M(兆)=100万=1000000）；Mhz，是指单片机CPU的主频兆赫兹。
MIPS/Mhz的意思是（单片机CPU的主频）每兆赫兹下（单片机的指令执行速度）每秒执行1M(兆)条指令。比如，ARM官方给出的STM32F103x系列单片机的平均执行速度是1.25MIPS/Mhz，如果设置单片机A的主频为72MHz，那么单片机A的执行速度=1.25*72=90MIPS，即每秒执行90M条指令，一条指令的执行时间为1/90us=0.011us=11ns。注意，官方说的1.25DMIPS/MHz，是通过测试一些算法来实现的，不是实际测试硬件的结果，只能作为大概的一个参考。
CPU执行中断时需要时间的，如入栈，出栈，以及其他处理，都需要时间！一般情况下，STM32的中断性能不超过500Khz，也就是中断间隔达到2us一次时，不管你中断函数多精简，基本上CPU就不会干其他什么事情了，因为它都在进出中断了。
单条指令执行时间：STM32F10X单片机在主频为72MHz下，C语言程序执行一条指令需要的时间可认为10ns~100ns。

目前觉得指令是汇编指令。