如何測(cè)量代碼運(yùn)行時(shí)間

作者：Firefly 2021-08-18 08:32:09

測(cè)量一段代碼運(yùn)行時(shí)間第一時(shí)間想到的當(dāng)然是示波器了，在測(cè)量開(kāi)始的代碼前面拉高某個(gè)GPIO，在結(jié)束測(cè)量的位置拉低這個(gè)GPIO，直接使用示波器查看這個(gè)GPIO的高電平時(shí)間長(zhǎng)度即可，就是我們要測(cè)量的這段代碼的運(yùn)行時(shí)間。

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01示波器

那么直接上示例，為了模擬代碼運(yùn)行一段時(shí)間，這里我直接采用之前文章《STM32的四種延時(shí)方法》直接延時(shí)。

while (1) 
{ 
  GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄滅LED燈                      
  delay_ms(500);//延時(shí)500ms 
  GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//點(diǎn)亮LED燈                      
  delay_ms(500);//延時(shí)500ms 
}

延時(shí)500ms時(shí)波形如下：

當(dāng)修改代碼，延時(shí)100ms時(shí)。

while (1) 
{ 
  GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄滅LED燈                      
  delay_ms(100);//延時(shí)100ms 
  GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//點(diǎn)亮LED燈                      
  delay_ms(100);//延時(shí)100ms 
}

波形如下：

測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤，但是他的缺點(diǎn)也很明顯啊，需要示波器，示波器一般很笨重的，即使是輕便的示波器，也需要接硬件，還是很麻煩的，而且需要一個(gè)空閑的GPIO，測(cè)量的這段代碼中，不能使用到這個(gè)GPIO。

02定時(shí)器測(cè)量

定時(shí)器不僅僅我們可以實(shí)現(xiàn)我們之前講解的《基礎(chǔ)定時(shí)功能》《PWM輸出功能》《輸入捕獲功能》《觸摸按鍵功能》，還可以用于測(cè)量一段代碼的運(yùn)行時(shí)間。在學(xué)習(xí)使用定時(shí)器測(cè)量代碼運(yùn)行時(shí)間之前，如果對(duì)定時(shí)器不了解的同學(xué)先看剛剛提到的定時(shí)器的文中，重點(diǎn)文章《STM32基礎(chǔ)定時(shí)器簡(jiǎn)介》。本篇文章不再講解定時(shí)器的基礎(chǔ)功能。

定時(shí)器本質(zhì)上就是向上累加的計(jì)數(shù)器(如果配置成向上計(jì)數(shù)時(shí))，所以我們?cè)跍y(cè)量開(kāi)始的代碼前面讀取定時(shí)器的計(jì)數(shù)器，在結(jié)束測(cè)量的位置再讀取定時(shí)器的計(jì)數(shù)器，獲得兩次的差值，這樣就可以計(jì)算出這段代碼的運(yùn)行的時(shí)間。這就是簡(jiǎn)單的原理，下面直接擼代碼。

首先配置定時(shí)器，這里我使用定時(shí)器3，配置定時(shí)器的計(jì)數(shù)器每增加1，表示100us。并且將溢出值設(shè)置為最大。

void TIM_Config(void) 
{ 
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure; 
  /* TIM3 clock enable */ 
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); 
   
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0xFFFF-1; 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (uint16_t) ((SystemCoreClock / 2) / 10000) - 1; 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV2; 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 
  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); 
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); 
}

測(cè)量代碼運(yùn)行時(shí)間的代碼如下，這里進(jìn)行了防溢出的處理。

while (1) 
{ 
  GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);  //熄滅LED燈                      
  delay_ms(100);//延時(shí)100ms 
  GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_4);//點(diǎn)亮LED燈 
  old_counter = TIM_GetCounter(TIM3); 
  delay_ms(100);//延時(shí)100ms 
  couter_current = TIM_GetCounter(TIM3); 
  if(couter_current > old_counter) 
    counter = couter_current - old_counter; 
  else 
    counter = couter_current + 0XFFFF - old_counter; 
  time_ms = counter / 10; 
}

上述代碼延時(shí)100ms，通過(guò)定時(shí)器測(cè)量結(jié)果同樣為100ms，準(zhǔn)確無(wú)誤。如下所示：

這樣有的同學(xué)可能已經(jīng)聯(lián)想到了，上述代碼完全可以封裝成一個(gè)函數(shù)如下：

float Time_Difference_ms(void) 
{ 
  static uint32_t old_counter; 
  uint32_t counter,couter_current; 
  couter_current = TIM_GetCounter(TIM3); 
  if(couter_current > old_counter) 
    counter = couter_current - old_counter; 
  else 
    counter = couter_current + 0XFFFF - old_counter; 
  old_counter = couter_current; 
  return (counter / 10); 
}

這樣就可以實(shí)現(xiàn)，測(cè)量?jī)纱握{(diào)用這個(gè)接口的是時(shí)間差，如下，可以準(zhǔn)確測(cè)得兩次調(diào)用Time_Difference_ms這個(gè)函數(shù)的時(shí)間差是100ms。

上述代碼經(jīng)過(guò)封裝，可以測(cè)量代碼兩次運(yùn)行到相同位置的時(shí)間差。將程序再進(jìn)化一下。

float Time_Difference_ms(uint8_t flg) 
{ 
  static uint32_t old_counter[5]; 
  uint32_t counter,couter_current; 
  couter_current = TIM_GetCounter(TIM3); 
  if(couter_current > old_counter[flg]) 
    counter = couter_current - old_counter[flg]; 
  else 
    counter = couter_current + 0XFFFF - old_counter[flg]; 
  old_counter[flg] = couter_current; 
  return (counter / 10); 
}