KEIL 下如何准确测量代码执行时间？

相信看了郭天祥老师51视频的道友应该都知道，老师曾多次在视频中介绍了KEIL的代码运行时间功能：

鱼鹰长久以来一直期望能够实现这项功能的使用，但遗憾的是，他注意到该功能的时间准确性并不理想。

郭老师指出，该功能中的时间单位是秒（sec），并且是从微控制器启动并执行第一条指令时开始计算的。然而，当鱼鹰用示波器进行验证时—由于无法确切知晓微控制器实际开始运作的具体时刻，因此只能通过观察时间间隔—他发现了时间的不一致性。

因此，鱼鹰在测量代码运行时间（例如软件延时）以获取精确结果的常规流程包含以下几个步骤：

1、携带示波器到测试现场（是的，相当沉重）

2、寻找合适的杜邦线（并且检测杜邦线是否良好）

3、在代码测量的起始和结束部分加入端口电平切换的指令（这样可以通过示波器监测电平变化）

4、有时候需要多次运行代码，这要求修改代码以实现循环执行，或者依靠示波器的单次触发功能。

在完成上述准备工作后，才能正式开始测试。

想想看，大家，这整个准备流程得花多长时间呢？

大概十分钟到半个小时不等，如果工具什么的不容易找到的话，甚至需要更长时间。

难道就没有一种更加便捷、简便的测试办法吗？为何那些只涉及软件的测试能迅速完成，而我们的硬件测试却这么困难呢？

这个问题鱼鹰一直放在心上，期盼能找到一个更方便快捷的测量手段。

直到某天，鱼鹰在完成 uCOS II 操作系统的内核诊断功能后，终于找到了答案，也就是这个设备：

鱼鹰才重新思考 KEIL 的时间测量功能。

通过上图鱼鹰可以知道，这个时间相当准确，那么明明 KEIL 可以获得准确时间，为什么这个专门显示时间的功能反而不准了呢？

后来鱼鹰在 KEIL 窗口下（调试窗口）还意外看到了这个东西：

我了个去，还有一个小窗口专门显示呢，然后右击，又出现了这个：

当你认真观察后，发现有好几个选项，但是时间还是那么不准确（单位：秒）。

而鱼鹰在完成了内核感知器的时候，又再一次测试了这个窗口，发现真准（嗯，不能说脏话）。

于此，鱼鹰明白了，不是 KEIL 不能准确显示时间，而是没有设置准确。

那么到底怎么设置呢？鱼鹰想到了《STM32调试利器之ITM》笔记中有一个关键的操作，就是设置内核时钟频率****。

所以鱼鹰把默认的10 M改成了f103的72 M，并找来了示波器，一顿操作猛如虎，终于得出了结果。

真准！准到你怀疑人生！

是的，在线仿真下，你只要在常规的仿真器设置下，再加入这个设置，你就能得到你想要的时间。

而软件仿真下，你只要准确设置这个外部晶****振频率，你就能很好的测量运行时间（STM32 F103，F4软件仿真效果不行）

那么又该如何测量时间呢？

在寄存器窗口显示的时间是从单片机运行第一条代码开始的时间，这个时间是累计的，如果用这个时间进行测量的话，必须在测试代码前记下时间，然后运行代码后再记录一次时间，两次时间相减，才是代码运行时间。

这个方法不错，但是鱼鹰有更好的方法。

看到那一个个选项了吗？

人家可以重置（Reset）时间，比如鱼鹰现在用t1显示的时间（t0 和 寄存器窗口显示的时间一样，不信你可以看看），只要先重置一下这个t1（最上面那个），然后运行代码后暂停，t1显示的就是这段代码的运行时间了。

这样一来，你就能轻松实现代码的时间测量了。

既然得到我们想要的结果，我们就会思考以下几个问题：

1、为什么设置之后，时间就准确了呢？

2、它是怎么测量时间的？

3、它的测量精度是多少？

4、这个测量方法有什么限制没有？

其实这个几个问题都和 DWT（这个模块鱼鹰在很多笔记中写过） 这个外设模块有关。

我们知道，STM32F1 和STM32F4 系列单片机里面有一个DWT模块，这个可以简单的认为是一个定时器，而它的时基就是内核时钟！

也就是说，DWT 是由内核时钟驱动的，如果CPU内核频率是72 M，那么它就能达到 1 / 72 M 的精度，即1 / 72 微秒！

而且它是 32 位计数器，最大可测量时间 60 多秒（这个具体需要计算一下），对于单片机而言，足够了！

因为单片机的内核频率是可以设置的，而 KEIL 本身是不知道CPU在什么频率下运行，所以我们需要通过设置，告诉 KEIL CPU的运行频率，这样KIEL才能根据这个频率换算出准确的时间。

现在再说说限制问题，第一个是单片机限制。

目前已知 F1 和 F4 是有 DWT 这个外设的，所以没问题，但是 F0 应该就不行了（具体没测过）。

第二个是软件问题，首先KEIL 对于 F4 的软件仿真支持不怎么好，所以你会发现F4在软件仿真下也是无法测量的，但是不会影响在线仿真。其次就是 KEIL版本问题，5.14用的挺好，但5.20版本你会发现右下角的时间窗口没有显示时间或者时间不更新，一个简单的解决方法是，切换到寄存器窗口，这样时间窗口就能正常更新了（这可是宝贵的经验哦）。

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