单片机延迟程序设计与低功耗设计秘籍：兼顾延时与功耗，延长设备续航时间

# 1. 单片机延迟程序设计基础

延迟程序是单片机系统中重要的组成部分，用于控制系统执行的时序。本节将介绍单片机延迟程序设计的相关基础知识，包括延迟程序的类型、特点和实现方法。

### 1.1 延迟程序的类型

单片机延迟程序主要分为两类：

- **软件延时：**通过软件循环实现延时，具有较高的灵活性，但精度有限。
- **硬件延时：**利用单片机内部的硬件定时器或看门狗定时器实现延时，精度较高，但灵活性较差。

# 2. 延迟程序设计技巧

### 2.1 延时程序的类型和特点

延时程序根据实现方式的不同，主要分为软件延时和硬件延时。

#### 2.1.1 软件延时

软件延时通过软件循环的方式实现延时，其特点如下：

- **优点：**简单易实现，无需额外的硬件资源。
- **缺点：**延时精度受系统时钟频率影响，延时时间长时会占用大量 CPU 资源。

#### 2.1.2 硬件延时

硬件延时利用单片机内部的硬件定时器或看门狗定时器实现延时，其特点如下：

- **优点：**延时精度高，不受系统时钟频率影响，不会占用 CPU 资源。
- **缺点：**实现相对复杂，需要额外的硬件资源。

### 2.2 延时程序的优化

#### 2.2.1 循环次数优化

软件延时的延时时间与循环次数成正比，因此可以优化循环次数来提升延时精度。

// 延时 1ms
void delay_ms(uint32_t ms) {
    uint32_t i;
    for (i = 0; i < ms * 1000; i++) {
        // 空循环
    }
}

**代码逻辑分析：**

1. 定义一个 32 位无符号整数变量 `i`，用于计数。
2. 进入一个 `for` 循环，循环次数为 `ms * 1000`。
3. 在循环体中，执行一个空循环，不执行任何操作。
4. 循环结束后，延时 `ms` 毫秒。

**参数说明：**

- `ms`：需要延时的毫秒数。

#### 2.2.2 延时精度优化

硬件延时可以通过调整定时器的时钟源和分频系数来优化延时精度。

// 延时 1ms
void delay_ms(uint32_t ms) {
    // 设置定时器时钟源为内部时钟，分频系数为 1
    RCC_ClocksTypeDef clocks;
    RCC_GetClocksFreq(&clocks);
    TIM_TimeBaseInitTypeDef timer_init;
    timer_init.Prescaler = clocks.HCLK_Frequency / 1000000 - 1;
    timer_init.Period = ms - 1;
    TIM_TimeBaseInit(TIMx, &timer_init);
    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);
    // 等待定时器中断
    while (TIM_GetFlagStatus(TIMx, TIM_FLAG_Update) == RESET) {}
    // 停止定时器
    TIM_Cmd(TIMx, DISABLE);
}

**代码逻辑分析：**

1. 获取系统时钟频率。
2. 初始化定时器的时钟源和分频系数。
3. 设置定时器的周期为 `ms - 1`。
4. 启动定时器。
5. 等待