STM32 HAL库的 HAL_Delay() 详解

一、实现原理

以下代码摘自cubeMX自动生成的部分

/*stm32f1xx_it.c*/
//sysTick中断函数
void SysTick_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
  HAL_IncTick();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}



/*stm32f1xx_hal.c*/
//SysTick 初始化函数 （HAL_Init()调用此函数）
__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
  /* Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
  if (HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock / (1000U / uwTickFreq)) > 0U)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Configure the SysTick IRQ priority */
  if (TickPriority < (1UL << __NVIC_PRIO_BITS))
  {
    HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority, 0U);//设置中断
    uwTickPrio = TickPriority;
  }
  else
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}
//中断函数会调用一次改函数，将uwTick增1
__weak void HAL_IncTick(void)
{
  uwTick += uwTickFreq;
}
//获取uwTick值
__weak uint32_t HAL_GetTick(void)
{
  return uwTick;
}
//本次讨论的主角，ms延时函数
__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick();//先记录当前uwTick值
  uint32_t wait = Delay;

  /* Add a freq to guarantee minimum wait */
  if (wait < HAL_MAX_DELAY) //HAL_MAX_DELAY为0xffffffff，一般这条不会有问题
  {
    wait += (uint32_t)(uwTickFreq); //uwTickFreq一般定义为0x01
  }

//由于systick中断会不断修改uwTick值，所以在uwTick值比刚开始记录的uwTick值大到wait值也就是ms值就会跳出whlie循环，然后返回
  while ((HAL_GetTick() - tickstart) < wait) 
  {
  }
}

二、输入参数限制

如果对uwTickFreq有改动，则需要注意。下面默认uwTickFreq未改动，且值是1。

在引入下面的问题之前，在合理的判断下可以输入的值应该是（0xffffffff - 当前uwTick）。那么，如果当uwTick即将计至最大值时，HAL_Delay()还可以继续使用吗？带着这个问题，我简单的做了一个实验。

三、有效期问题

无符号32位整数数值最大值为0xffffffff 十进制是4294967295，从0ms计至4294967295ms需要4294967.295 s，1193小时，也就是49天多。为了实验验证有效期问题，在这49天之后，uwTick会重新从0开始计数，如果在之前调用了HAL_Delay()，则tickstart 是一个接近最大值的值，而此后uwTick再与tickstart 进行比较时是否一直都是小于wait值呢？会不会因此进入一个无限循环呢？

下面做一个实验：

uint32_t testn;
uint32_t tickss;//用于debug时查看uwTick的值

testn=0xfffffffe;//模拟uwTick值已经计至末端
tickss=0;
while ((tickss - testn) < 100)//延时100ms
{
	tickss = HAL_GetTick();
}

实验后发现，tickss值为98时，会退出while循环。 意味着 (tickss - testn) 也就是（0x62 - 0xfffffffe）小于 100 不成立。

这是为什么呢？

用计算器算一遍（PC 是64位，所以减去 0xffff ffff ffff fffe）：

也就是说，相减以后，内存中还是以无符号32位数值进行存储，数值为100。

其实熟悉无符号整数存储机制，可想而知。

由此可见 HAL_Delay()可以永久使用。