在延迟函数中防止溢出

问题描述

在我的一个项目中，我使用 MCU 的定时器外设编写了一个小延迟函数：

static void delay100Us(void)

{
  uint_64 ctr = TIMER_read(0); //10ns resolution
  uint_64 ctr2 = ctr + 10000;
  while(ctr <= ctr2) //wait 100 microseconds(10000)
  {
      ctr = TIMER_read(0);
  }
}

计数器是一个自由运行的硬件计数器，分辨率为 10ns，所以我编写了该函数以提供大约 100us 的延迟。我认为这在原则上应该有效，但是可能会出现定时器溢出小于 10000 的情况，因此 ctr2 将被分配一个大于 ctr 实际可以达到的值，因此我最终会陷入无限循环.

我需要在我的项目中使用这个计时器来产生一个延迟，所以我需要以某种方式确保我总是得到相同的延迟（100us），同时保护自己不被卡在那里。

有什么办法可以做到这一点，还是这只是我无法通过的限制？

谢谢！

编辑：

ctr_start = TimerRead(); //get initial value for the counter
interval = TimerRead() - ctr_start;
while(interval <= 10000)
{
  interval = ( TimerRead() - ctr_start  + countersize ) % countersize;
}

Where countersize = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF;

解决方法

等待特定的计时器值可能很危险，以防在那个时刻发生中断并且您错过了所需的计数。所以最好等到计数器达到至少目标值。但正如我们注意到的，当目标值低于初始值时，将计时器与目标值进行比较会产生问题。

避免此问题的一种方法是考虑使用 unsigned 变量和算术所经过的间隔。当值换行时，它们的行为是明确定义的。

硬件计数器的大小几乎总是 8、16、32 或 64 位，因此请选择适合的变量类型。假设计数器是 32 位的：

void delay(uint32_t period)
{
    uint32_t mark = TIMER_read(0);
    uint32_t interval;
    do {
        interval = TIMER_read(0) - mark;    // underflow is well defined
    } while(interval < period);
}

显然，所需的周期必须小于计数器的周期。如果没有，要么调整定时器的时钟，要么使用其他方法（例如由中断维护的计数器）。

有时使用一次性计时器来倒计时所需的时间段，但使用自由运行计数器很容易，使用一次性计时器意味着它不能同时被另一个进程使用。

c integer-overflow mcu