什么是延时函数？它如何工作？

延时函数是一种编程工具，用于在代码执行时创建时间间隔或暂停。

延时函数是编程中常用的一种功能，用于在程序执行过程中暂停一段时间，它广泛应用于各种场景，如控制LED闪烁频率、实现定时任务等，下面将详细介绍几种常见的延时函数及其实现方式。

一、循环延时

循环延时是最简单也是最早接触的延时方法，其基本原理是通过让单片机做一些无关紧要的工作来打发时间，通常使用for或while循环来实现，这种方法简单易行，但精度较低，且会消耗CPU资源，以下是一个简单的微秒级和毫秒级延时函数示例：

void delay_us(uint32_t delay_us) {
    volatile unsigned int num;
    for (num = 0; num < delay_us; num++) {
        volatile unsigned int t;
        for (t = 0; t < 11; t++);
    }
}
void delay_ms(uint16_t delay_ms) {
    volatile unsigned int num;
    for (num = 0; num < delay_ms; num++) {
        delay_us(1000);
    }
}

二、定时器中断延时

定时器中断延时利用了定时器的高精度特性，通过配置定时器中断来实现精确延时，这种方式虽然精度高，但频繁的中断可能会影响系统性能，特别是在其他中断中调用此延时函数时，以下是基于STM32 SysTick定时器的实现示例：

// 初始化SysTick定时器为1ms中断一次
RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000);
// 延时函数
void Delay(__IO uint32_t nTime) {
    TimingDelay = nTime;
    while(TimingDelay != 0);
}
// SysTick中断服务函数
void SysTick_Handler(void) {
    if (TimingDelay != 0x00) {
        TimingDelay--;
    }
}

三、查询定时器延时

为了解决定时器频繁中断的问题，可以采用查询定时器的方式来实现延时，这种方式既能保证精度，又能避免频繁中断，以下是基于STM32 SysTick定时器的查询实现示例：

void delay_us(u32 nus) {
    u32 temp;
    SysTick->LOAD = 9 * nus;
    SysTick->VAL = 0X00; //清空计数器
    SysTick->CTRL = 0X01; //使能，减到零无动作，采用外部时钟源
    do {
        temp = SysTick->CTRL; //读取当前倒计数值
    } while((temp & 0x01) && !(temp & (1 << 16))); //等待时间到达
    SysTick->CTRL = 0x00; //关闭计数器
    SysTick->VAL = 0X00; //清空计数器
}
void delay_ms(u16 nms) {
    u32 temp;
    SysTick->LOAD = 9000 * nms;
    SysTick->VAL = 0X00; //清空计数器
    SysTick->CTRL = 0X01; //使能，减到零无动作，采用外部时钟源
    do {
        temp = SysTick->CTRL; //读取当前倒计数值
    } while((temp & 0x01) && !(temp & (1 << 16))); //等待时间到达
    SysTick->CTRL = 0x00; //关闭计数器
    SysTick->VAL = 0X00; //清空计数器
}

四、操作系统提供的延时函数

在有操作系统的环境中，可以直接使用操作系统提供的延时函数，如Windows平台的Sleep函数和POSIX兼容系统的usleep、nanosleep函数，这些函数提供了更高层次的延时控制，使用方便且精度较高，以下是usleep函数的示例：

#include <unistd.h> // for usleep function
#include <stdio.h>
int main() {
    printf("Starting delay...
");
    usleep(1000000); //延时1000000微秒（1秒）
    printf("Delay ended
");
    return 0;
}

延时函数在编程中扮演着重要角色，不同的延时方法适用于不同的应用场景，循环延时简单易行但精度较低；定时器中断延时精度高但可能影响系统性能；查询定时器延时结合了两者优点；操作系统提供的延时函数则更加方便和高效，在选择延时方法时，需要根据具体需求进行权衡。