KEIL的代碼運(yùn)行時(shí)間功能

相信看了郭天祥老師51視頻的道友應(yīng)該都知道，老師曾多次在視頻中介紹了KEIL的代碼運(yùn)行時(shí)間功能：

魚鷹也一直很想用上這個功能，但很不幸的是，我發(fā)現(xiàn)這個時(shí)間根本就不準(zhǔn)確！ 郭老師說，這個時(shí)間單位是秒（sec），是從單片機(jī)運(yùn)行第一條代碼開始計(jì)算的，但是當(dāng)你真正用示波器驗(yàn)證這個時(shí)間差（因?yàn)椴恢绬纹瑱C(jī)什么時(shí)候才開始運(yùn)行，所以只能看時(shí)間差）的時(shí)候，你會發(fā)現(xiàn)這個時(shí)間是不準(zhǔn)確的。 所以以前魚鷹在測試一段代碼（比如軟件延時(shí)代碼）運(yùn)行時(shí)間的時(shí)候，為了確保準(zhǔn)確，都會折騰以下步驟： 1、搬來示波器（嗯，挺重的） 2、找好杜邦線（最好測試一下杜邦線的好壞） 3、測試代碼前后插入端口輸出高低電平代碼（輸出高低電平讓示波器顯示） 4、有時(shí)代碼可能只執(zhí)行一次，要么修改代碼讓它循環(huán)運(yùn)行，要么使用示波器的單次觸發(fā)功能。 當(dāng)你完成了以上步驟，你才能真正開始你的測試工作。 那么請問各位道友，這些步驟做下來，需要耗費(fèi)多少時(shí)間？ 十分鐘到半小時(shí)差不多吧，如果東西難找，時(shí)間更久！ 難道沒有更好的方式了嗎？憑什么那些純軟件的就可以很快的測試代碼運(yùn)行時(shí)間，我們就不行？ 所以魚鷹一直記著這個事情，一直想要找到一種方便且簡單的測量方法。 直到有一天，魚鷹完成了 uCOS II 內(nèi)核感知器的功能，喏，就是這個東西：

魚鷹才重新思考 KEIL 的時(shí)間測量功能。 通過上圖魚鷹可以知道，這個時(shí)間相當(dāng)準(zhǔn)確，那么明明 KEIL 可以獲得準(zhǔn)確時(shí)間，為什么這個專門顯示時(shí)間的功能反而不準(zhǔn)了呢？ 后來魚鷹在 KEIL 窗口下（調(diào)試窗口）還意外看到了這個東西：

我了個去，還有一個小窗口專門顯示呢，然后右擊，又出現(xiàn)了這個：

當(dāng)你認(rèn)真觀察后，發(fā)現(xiàn)有好幾個選項(xiàng)，但是時(shí)間還是那么不準(zhǔn)確（單位：秒）。 而魚鷹在完成了內(nèi)核感知器的時(shí)候，又再一次測試了這個窗口，發(fā)現(xiàn)真準(zhǔn)（嗯，不能說臟話）。 于此，魚鷹明白了，不是 KEIL 不能準(zhǔn)確顯示時(shí)間，而是沒有設(shè)置準(zhǔn)確。 那么到底怎么設(shè)置呢？魚鷹想到了《STM32調(diào)試?yán)髦甀TM》筆記中有一個關(guān)鍵的操作，就是設(shè)置內(nèi)核時(shí)鐘頻率。 所以魚鷹把默認(rèn)的10 M改成了f103的72 M，并找來了示波器，一頓操作猛如虎，終于得出了結(jié)果。 真準(zhǔn)！準(zhǔn)到你懷疑人生！

是的，在線仿真下，你只要在常規(guī)的仿真器設(shè)置下，再加入這個設(shè)置，你就能得到你想要的時(shí)間。 而軟件仿真下，你只要準(zhǔn)確設(shè)置這個外部晶振頻率，你就能很好的測量運(yùn)行時(shí)間（STM32 F103，F(xiàn)4軟件仿真效果不行）

那么又該如何測量時(shí)間呢？ 在寄存器窗口顯示的時(shí)間是從單片機(jī)運(yùn)行第一條代碼開始的時(shí)間，這個時(shí)間是累計(jì)的，如果用這個時(shí)間進(jìn)行測量的話，必須在測試代碼前記下時(shí)間，然后運(yùn)行代碼后再記錄一次時(shí)間，兩次時(shí)間相減，才是代碼運(yùn)行時(shí)間。 這個方法不錯，但是魚鷹有更好的方法。 看到那一個個選項(xiàng)了嗎？

人家可以重置（Reset）時(shí)間，比如魚鷹現(xiàn)在用t1顯示的時(shí)間（t0 和 寄存器窗口顯示的時(shí)間一樣，不信你可以看看），只要先重置一下這個t1（最上面那個），然后運(yùn)行代碼后暫停，t1顯示的就是這段代碼的運(yùn)行時(shí)間了。 這樣一來，你就能輕松實(shí)現(xiàn)代碼的時(shí)間測量了。 既然得到我們想要的結(jié)果，我們就會思考以下幾個問題： 1、為什么設(shè)置之后，時(shí)間就準(zhǔn)確了呢？ 2、它是怎么測量時(shí)間的？ 3、它的測量精度是多少？ 4、這個測量方法有什么限制沒有？ 其實(shí)這個幾個問題都和 DWT（這個模塊魚鷹在很多筆記中寫過） 這個外設(shè)模塊有關(guān)。 我們知道，STM32F1 和STM32F4 系列單片機(jī)里面有一個DWT模塊，這個可以簡單的認(rèn)為是一個定時(shí)器，而它的時(shí)基就是內(nèi)核時(shí)鐘！ 也就是說，DWT 是由內(nèi)核時(shí)鐘驅(qū)動的，如果CPU內(nèi)核頻率是72 M，那么它就能達(dá)到 1 / 72 M 的精度，即1 / 72 微秒！ 而且它是 32 位計(jì)數(shù)器，最大可測量時(shí)間 60 多秒（這個具體需要計(jì)算一下），對于單片機(jī)而言，足夠了！ 因?yàn)閱纹瑱C(jī)的內(nèi)核頻率是可以設(shè)置的，而 KEIL 本身是不知道CPU在什么頻率下運(yùn)行，所以我們需要通過設(shè)置，告訴 KEIL CPU的運(yùn)行頻率，這樣KIEL才能根據(jù)這個頻率換算出準(zhǔn)確的時(shí)間。 現(xiàn)在再說說限制問題，第一個是單片機(jī)限制。 目前已知 F1 和 F4 是有 DWT 這個外設(shè)的，所以沒問題，但是 F0 應(yīng)該就不行了（具體沒測過）。 第二個是軟件問題，首先KEIL 對于 F4 的軟件仿真支持不怎么好，所以你會發(fā)現(xiàn)F4在軟件仿真下也是無法測量的，但是不會影響在線仿真。其次就是 KEIL版本問題，5.14用的挺好，但5.20版本你會發(fā)現(xiàn)右下角的時(shí)間窗口沒有顯示時(shí)間或者時(shí)間不更新，一個簡單的解決方法是，切換到寄存器窗口，這樣時(shí)間窗口就能正常更新了（這可是寶貴的經(jīng)驗(yàn)哦）。