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2.7 KiB
C
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C
/*
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* 模块名称：System Timer
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* 模块功能：DWT CYCCNT 实现 64-bit 微秒级时间戳
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* 在 SysTick 中断中检测 CYCCNT 溢出以扩展至 64-bit
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* 适用平台：STM32F407ZGTx (168MHz)
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-19
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*
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* 限定条件：
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* - CPU 主频 168MHz（若更改须同步 SYS_TIME_CYCLE_PER_US 宏）
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* - 须在 FreeRTOS 启动前调用 sys_time_init()
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* - sys_time_systick_hook() 须在 SysTick 中断中调用
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*
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* 修改记录：
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* v1.0 2026-07-19 王建锋 创建初始版本
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*/
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#include "sys_time.h"
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#include "app_cfg.h"
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#include "stm32f4xx.h"
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/*
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* 每微秒 CPU 周期数（168MHz → 168 cycles/µs）
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*/
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#define SYS_TIME_CYCLE_PER_US 168UL
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/*
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* CYCCNT 每溢出一次代表的微秒数（2^32 / 168 ≈ 25,564,904 µs ≈ 25.56s）
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*/
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#define SYS_TIME_OVERFLOW_US (uint64_t)(((uint64_t)1 << 32) / SYS_TIME_CYCLE_PER_US)
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static volatile uint32_t s_overflow_cnt;
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/*
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* 函数功能：初始化 DWT CYCCNT
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：0 - 成功
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* 限定条件：须在 FreeRTOS 启动前调用
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* 函数说明：启用 DWT 和 CYCCNT 计数器，计数器从 0 开始
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*/
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int sys_time_init(void)
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{
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CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
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DWT->CYCCNT = 0;
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DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
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s_overflow_cnt = 0;
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return 0;
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}
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/*
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* 函数功能：获取微秒级时间戳
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：64 位微秒时间戳
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* 函数说明：由当前 CYCCNT 值与溢出计数合成 64-bit 周期数再转换
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*/
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uint64_t sys_time_us(void)
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{
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uint32_t cyccnt = 0;
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uint64_t ticks = 0;
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uint32_t ov = 0;
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uint32_t ov2 = 0;
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/*
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* 原子读取溢出计数与 CYCCNT，处理潜在的读取竞争
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* 若两次读取溢出计数不一致则重读 CYCCNT
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*/
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do {
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ov = s_overflow_cnt;
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cyccnt = DWT->CYCCNT;
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ov2 = s_overflow_cnt;
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} while (ov != ov2);
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ticks = ((uint64_t)ov << 32) | cyccnt;
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return ticks / SYS_TIME_CYCLE_PER_US;
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}
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/*
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* 函数功能：获取毫秒级时间戳
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：64 位毫秒时间戳
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* 限定条件：sys_time_init() 已成功调用
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* 函数说明：通过对 sys_time_us() 取整实现
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*/
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uint64_t sys_time_ms(void)
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{
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return sys_time_us() / 1000;
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}
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/*
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* 函数功能：SysTick 中断钩子，检测 CYCCNT 溢出
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* 入口参数：无
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* 返 回 值：无
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* 函数说明：必须在 SysTick_Handler() 中调用
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* 每 1ms 检查一次 CYCCNT 是否已回绕
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*/
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void sys_time_systick_hook(void)
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{
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static uint32_t s_last_cyccnt = 0;
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uint32_t cyccnt = DWT->CYCCNT;
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if (cyccnt < s_last_cyccnt) {
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s_overflow_cnt++;
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}
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s_last_cyccnt = cyccnt;
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||
}
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