HAL_GetTick() return 是滴答还是毫秒？（以及如何以微秒为单位进行测量）

Question

我刚开始使用 HAL 函数。函数 HAL_GetTick() 的 The description 表示它 "provides a tick value in millisecond".

我不明白这个函数 returns 是滴答还是毫秒。当然，要将滴答转换为毫秒，我需要知道一毫秒有多少滴答，这是 CPU 具体的。

那么 HAL_GetTick() 到底是什么 return？

编辑：

我真正的问题是知道如何以微秒为单位测量时间。所以我想从 HAL_GetTick() 获取刻度并将它们转换为微秒。这在评论中得到解决，至少在一个答案中得到解决，所以我在这里也提到了这一点，并且我编辑了标题。

Answer 1

两者兼而有之。大多数情况下，增加 HAL 滴答计数器的函数会挂接到 SysTick 中断，该中断被配置为每 1 毫秒滴答一次。因此 HAL_GetTick() 将 return 自配置 SysTick 中断以来的毫秒数（基本上是自程序启动以来）。这也可以表示为 "the number of times the SysTick interrupt has 'ticked'".

Answer 2

HAL_GetTick() should return 自启动以来经过的毫秒数，因为许多 HAL 函数都依赖于它。你如何实现它取决于你。默认情况下，HAL_Init() 查询系统时钟速度，并将 SysTick 频率设置为该频率的 1/1000：

__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
  /*Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
  HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock /1000);

  /*Configure the SysTick IRQ priority */
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority ,0);

   /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

然后默认的 SysTick 中断处理程序调用 HAL_IncTick() 以每毫秒递增一次内部计数器，并且 HAL_GetTick() return 是该计数器的值。

所有这些函数都定义为weak，所以你可以覆盖它们，只要你的版本HAL_GetTick() returns 以毫秒为单位的经过时间，它会好的。你可以例如将 HAL_InitTick() 替换为让 SysTick 运行在 10 kHz，但是您应该确保 HAL_IncTick() 仅在每 10 个中断时被调用。在 216 MHz STM32F7 控制器（或刚刚发布的 400MHz STM32H743）上，您实际上可以降低到 1 MHz Systick，但是您应该非常小心 return 尽快尽可能从处理程序。除非您在处理程序中执行硬件计数器无法执行的操作，否则这仍然是对宝贵处理器周期的可怕浪费。

或者您可以完全不配置 SysTick（用空函数覆盖 HAL_InitTick()），但设置一个 32 位硬件定时器，它有足够的预分频器来计算每一微秒，然后让 HAL_GetTick() return 定时器计数器。

回到你真正的问题，以微秒为单位测量时间，有更好的方法。

如果你有可用的 32 位定时器，那么你可以将相应 APB 时钟的 MHz 值放入预分频器，启动它，并且有你的微秒时钟，而不是从你的应用程序中占用处理时间全部。此代码应在 ~~STM32L151/152/162~~STM32F4:

上启用它（未测试）

__HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();
TIM5->PSC = HAL_RCC_GetPCLK1Freq()/1000000 - 1;
TIM5->CR1 = TIM_CR1_EN;

然后通过阅读TIM5->CNT随时获取它的值。

查看您的参考手册，哪些硬件计时器具有 32 位计数器，以及它从哪里获得时钟。它在整个 STM32 系列中变化很大，但应该出现在 F4 上。

如果您不能使用 32 位定时器，那么可以使用核心循环计数器。只需使用

启用一次

CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
DWT->CYCCNT = 0;
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;

然后从DWT->CYCCNT读取值。请注意，由于它 return 是经过的处理器周期，它会在几秒钟内溢出。

~~编辑：~~

我刚刚注意到您使用的是 STM32L0。所以，忘掉 32 位定时器和 200+ MHz 内核吧。使用DWT->CYCCNT，或者非常仔细地考虑你想要测量的间隔有多长，以及精度如何，然后使用一个 16 位定时器。您可以 post 它作为一个单独的问题，更详细地描述您的硬件的外观以及它应该做什么。可能有一种方法可以通过您想要计时的事件直接触发计数器 start/stop。。

Answer 3

y我需要一个精度为 1uS 的时间戳，并且如上所述使用 TIM5 有效，但需要进行一些调整。这是我的想法。

/* Initialization */
__HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();
TIM5->PSC = HAL_RCC_GetPCLK1Freq() / 500000;
TIM5->CR1 = TIM_CR1_CEN;
TIM5->CNT = -10;

/* Reading the time */
uint32_t microseconds = TIM5->CNT << 1;

我没有完全探究为什么我必须做我所做的事情。但我很快意识到两件事。 (1) 预分频缩放不起作用，尽管它看起来是正确的。这是我试图让它工作的几件事之一（基本上是半个时钟，并将结果除以 2）。 (2) 时钟已经运行，一开始给出了奇怪的结果。我尝试了几个不成功的方法来停止、重新编程和重新启动它，将计数设置为 -10 是一种粗略但有效的方法，只是让它完成当前周期，然后根据需要快速开始工作。当然有更好的方法来实现这一点。但总的来说，这是一种以非常低的开销获得准确事件时间戳的简单方法。

Answer 4

虽然问题已经回答了，但我认为看看HAL 如何使用HAL_GetTick() 来计算毫秒数会有所帮助。这个可以看HAL的函数HAL_Delay(uint32_t Delay).

从 stm32l0xx_hal.c 实施 HAL_Delay(uint32_t Delay)：

/**
  * @brief This function provides minimum delay (in milliseconds) based
  *        on variable incremented.
  * @note In the default implementation , SysTick timer is the source of time base.
  *       It is used to generate interrupts at regular time intervals where uwTick
  *       is incremented.
  * @note This function is declared as __weak to be overwritten in case of other
  *       implementations in user file.
  * @param Delay specifies the delay time length, in milliseconds.
  * @retval None
  */
__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
  uint32_t wait = Delay;

  /* Add a period to guaranty minimum wait */
  if (wait < HAL_MAX_DELAY)
  {
    wait++;
  }

  while((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
  {
  }
}

Answer 5

查看我的调试器时，我可以看到我有可用的 uwTick 全局变量，它似乎与针对我自己定义的全局变量调用 HAL_GetTick() 的结果相同。

根据文档：

void HAL_IncTick (void )

This function is called to increment a global variable "uwTick" used as application time base.

Note:
In the default implementation, this variable is incremented each 1ms in Systick ISR.
This function is declared as __weak to be overwritten in case of other implementations in user file.

Answer 6

我遇到了同样的问题，但后来在 PlatformIO 中找到了一个库函数，returns 微秒。

uint32_t getCurrentMicros(void)
{
  /* Ensure COUNTFLAG is reset by reading SysTick control and status register */
  LL_SYSTICK_IsActiveCounterFlag();
  uint32_t m = HAL_GetTick();
  const uint32_t tms = SysTick->LOAD + 1;
  __IO uint32_t u = tms - SysTick->VAL;
  if (LL_SYSTICK_IsActiveCounterFlag()) {
    m = HAL_GetTick();
    u = tms - SysTick->VAL;
  }
  return (m * 1000 + (u * 1000) / tms);
}

位于~/.platformio/packages/framework-arduinoststm32/libraries/SrcWrapper/src/stm32/clock.c

不过STM32CubeIde好像没有，所以就从PlatformIO上复制过来了。我还必须复制 LL_SYSTICK_IsActiveCounterFlag() 函数：

static inline uint32_t LL_SYSTICK_IsActiveCounterFlag(void)
{
  return ((SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk) == (SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk));
}

HAL_GetTick() return 是滴答还是毫秒？ （以及如何以微秒为单位进行测量）

Does HAL_GetTick() return ticks or milliseconds? (and how to measure in microseconds)

stm32

HAL_GetTick() return 是滴答还是毫秒？（以及如何以微秒为单位进行测量）