如何在STM32定时器中断执行时获取代码微秒级运行时间

一、定时器中断中检测代码运行时间（微秒级） #

1. 硬件定时器计时法 #

• 挑选一个闲置的定时器，将其配置为1MHz计数模式（比如通过APB分频设置，让定时器时钟为1MHz，每计数1次对应1微秒）。
• 在中断服务函数（ISR）内待测试代码块的开头，读取定时器当前计数值存入start_cnt；在代码块结尾再次读取计数值存入end_cnt。
• 计算时间差：若end_cnt >= start_cnt，直接用end_cnt - start_cnt得到微秒数；若定时器中途发生溢出，则用(定时器自动重装载值 - start_cnt) + end_cnt + 1计算总时间。
• 注意事项：该定时器的中断优先级必须低于被测试的中断，避免打断ISR影响计时精度；若处于嵌套中断场景，需临时关闭其他中断或做好上下文保护。

2. DWT内核单元计时法 #

• 所有Cortex-M内核的STM32均搭载DWT单元，其中的CYCCNT寄存器可直接计数CPU时钟周期。
• 先初始化DWT：开启DWT使能位（CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk），清零CYCCNT寄存器（DWT->CYCCNT = 0），最后启动计数（DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk）。
• 在ISR代码块开头读取DWT->CYCCNT存入start_cycle，结尾读取end_cycle，时间计算公式为：(end_cycle - start_cycle) / CPU主频（单位MHz），结果即为微秒数。
• 优势：无需占用额外定时器，精度极高；若CPU主频为整数MHz，计算更便捷，比如168MHz主频下，168个周期对应1微秒。

二、STM32 IDE中获取代码执行时间的方法 #

1. 调试断点计时法 #

• 进入IDE调试模式，给待测试代码段的首尾分别设置断点。
• 启动调试，运行至第一个断点时，记录调试窗口中的时间戳（或直接使用STM32CubeIDE自带的"Execution Time"插件查看实时计时）。
• 继续运行至第二个断点，再次读取时间戳，两者的差值即为代码执行时间。
• 注意：调试模式存在额外开销，测量结果会略长于实际运行时间，适合粗略估算。

2. SWO跟踪计时法 #

• 配置STM32的SWO引脚，启用ITM（仪器跟踪宏单元）输出功能。
• 在代码中插入ITM打印语句，输出待测试代码段首尾的DWT_CYCCNT值。
• 在IDE的"Trace"视图中捕获ITM输出数据，用首尾周期数的差值除以CPU主频，即可得到精准的微秒级时间。
• 优势：几乎不影响代码实际运行状态，测量精度高，适合需要精准数据的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Min