HAL库,为什么可以在中断中进行延时?

文章讨论了STM32单片机中使用延时函数delay_ms()时,尽管滴答定时器中断优先级较低,但在EXTI0中断处理中如何保持延时功能。通过EXTI0中断的优先级设置和中断处理机制,即使低优先级也能实现延时。

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问题描述

延时函数delay_ms()的实现原理是根据滴答定时器中断来实现的。滴答定时器中断优先级设置为15,即最低优先级。另外开启外部中断EXTI0,EXTI0的中断优先级设置为4,EXTI0的中断优先级高于滴答定时器的中断优先级。此时在中断服务函数内部调用delay_ms()函数,STM32单片机还可以正常进行延时吗?考虑到优先级的原因,这令我很疑惑。我给你举个例子如void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
delay_ms(100); …}

答案解释

因为:

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* EXTI line interrupt detected */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)
  {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

EXTI0进入中断之后,立马清除中断挂起标志位,使得NVIC可以立马响应别的中断(优先级较低的中断也可以,因为此时没有其他优先级更高的中断请求在排队)。所以,即使延时delay_ms()函数依靠的滴答定时器中断优先级最低,也可以实现在回调函数中的延时功能。

在使用 STM32 的 HAL 时,延时函数的实现和调用方式与传统的标准有所不同。HAL 将 SysTick 定时器用于 `HAL_Delay()` 函数,以提供毫秒级别的延时功能。该函数是 HAL 中内置的标准延时函数。 ### 1. 使用 HAL_Delay 实现毫秒级延时 `HAL_Delay(uint32_t Delay)` 是 HAL 提供的内置函数,通过 SysTick 定时器实现毫秒级延时。其调用方式如下: ```c HAL_Delay(1000); // 延时 1000 毫秒(即 1 秒) ``` 此函数会阻塞当前线程,直到指定的时间过去。SysTick 定时器会在每次中断时更新全局变量 `uwTick`,而 `HAL_Delay()` 会基于该变量进行时间判断[^4]。 ### 2. 微秒级延时的实现 由于 HAL 已经占用了 SysTick 定时器用于 `HAL_Delay()`,如果需要实现微秒级延时,则需自行编写代码。一种常见的方法是直接操作 SysTick 寄存器来实现高精度延时。例如,可以使用以下函数实现微秒级延时: ```c void delay_us(uint32_t us) { uint32_t ticks; uint32_t told, tnow, tcnt = 0; uint32_t reload = SysTick->LOAD; uint32_t ns = HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 1000000; ticks = us * ns; told = SysTick->VAL; while (1) { tnow = SysTick->VAL; if (tnow < told) { tcnt += reload - tnow + told; } else { tcnt += told - tnow; } told = tnow; if (tcnt >= ticks) { break; } } } ``` 此函数通过读取 SysTick 计数器的值并计算经过的时间周期,从而实现精确的微秒级延时[^1]。 ### 3. 非阻塞式延时方案 对于需要执行其他任务的应用场景,可以采用非阻塞式延时方式。例如,使用 `HAL_GetTick()` 获取系统运行时间,并结合条件判断实现延时逻辑: ```c uint32_t startTime = HAL_GetTick(); while ((HAL_GetTick() - startTime) < 1000) { // 可在此处执行其他短时任务 } ``` 此方式不会完全阻塞程序执行,允许在等待期间处理其他任务。 ---
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