我可以使delayMicroseconds更准确吗？

我正在尝试爆炸DMX数据，这需要4us脉冲。我正在检查结果是否运气不佳，以查看Arduino在延迟方面的表现如何……似乎非常糟糕。

我做了一个快速的小测试：

unsigned long ptime;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  ptime = micros();
  delayMicroseconds(4);
  Serial.println(micros() - ptime);

  delay(1000); //just to keep the serial monitor from going nuts
}

结果：

8 4 8 4 4 4 4 4 8 8 8 8 4 8 8 4 4 8 4 4 4 4 8 8 8 4 8 4

我对它的准确性有多差感到震惊。这是我想延迟的时间的两倍，但是甚至与我只能除以2的位置也不相符！

我能做些什么以获得正确，一致的结果？

如前面的答案所述，您的实际问题不是的准确性delayMicroseconds()，而是的分辨率 micros()。

但是，要回答您的实际问题，还有一种更准确的替代方法delayMicroseconds()：_delay_us()AVR-libc中的函数具有周期精确性，例如

_delay_us(1.125);

完全按照说的去做。主要警告是该参数必须是编译时常量。您必须#include <util/delay.h>具有访问此功能的权限。

还请注意，如果您需要任何类型的准确延迟，则必须阻止中断。

编辑：作为示例，如果我要在PD2上生成4 µs脉冲（Mega上的引脚19），我将按照以下步骤进行操作。首先，请注意以下代码

noInterrupts();
PORTD |= _BV(PD2);   // PD2 HIGH
PORTD &= ~_BV(PD2);  // PD2 LOW
interrupts();

产生一个0.125 µs的长脉冲（2个CPU周期），因为这是执行设置端口指令的时间LOW。然后，只需延迟增加丢失的时间即可：

noInterrupts();
PORTD |= _BV(PD2);   // PD2 HIGH
_delay_us(3.875);
PORTD &= ~_BV(PD2);  // PD2 LOW
interrupts();

并且您具有周期精确的脉冲宽度。值得注意的是，用不能实现这一点digitalWrite()，因为对该函数的调用大约需要5 µs。

您的测试结果具有误导性。 delayMicroseconds()实际上延迟相当精确（延迟超过2或3微秒）。您可以在文件/usr/share/arduino/hardware/arduino/cores/arduino/wiring.c中检查其源代码（在Linux系统上；或在其他系统上的类似路径上）。

但是，分辨率micros()为4微秒。（例如，请参阅有关的garretlab页面micros()。）因此，您将永远不会看到4微秒至8微秒之间的读数。实际的延迟可能只是4微秒内的几个周期，但是您的代码会将其报告为8。

尝试delayMicroseconds(4);连续执行10或20次调用（通过复制代码，而不是使用循环），然后报告的结果 micros()。

我正在检查Arduino在延迟方面的表现如何……似乎非常糟糕。

micros()有据可查的4 µs分辨率。

您可以通过更改定时器0的预分频器来提高分辨率（当然这会抛出数字，但是您可以对此进行补偿）。

或者，使用定时器1或定时器2的预分频比为1，则分辨率为62.5 ns。

 Serial.begin(9600);

无论如何这都会很慢。

8 4 8 4 4 4 4 4 8 8 8 8 4 8 8 4 4 8 4 4 4 4 8 8 8 4 8 4

您的输出与4 µs分辨率完全一致，micros()并且有时您会得到两次“滴答声”，有时还会收到“滴答声”，具体取决于您何时开始计时。

您的代码是一个有趣的测量误差示例。delayMicroseconds(4);将延迟接近4 µs。但是，您尝试测量它的方法是错误的。

另外，如果发生中断，则间隔会延长一点。如果需要精确的延迟，则需要关闭中断。

用示波器测量时，我发现：

delayMicroseconds(0)= delayMicroseconds(1)= 4μs实际延迟。

因此，如果要延迟35μs，则需要：

delayMicroseconds(31);

我能做些什么以获得正确，一致的结果？

Arduino实现非常通用，因此在某些应用程序中可能效果不佳。有几种方法可以缩短延迟时间，每种方法都有其不足之处。

1. 使用nop。每个指令只有一个指令的十六分之一。

2. 直接使用tcnt0。当预分频器设置为64时，每个为4us。您可以更改预分频器以达到16 us分辨率。

3. 使用刻度线，您可以实现systick的克隆并将其用作延迟的基础。它提供了更高的分辨率和精度。

编辑：

我使用以下代码块来计时各种方法：

time0=TCNT0;
delay4us();             //65
//t0delayus(4*16);          //77
//_delay_us(4);             //65
//delayMicroseconds(4);     //45
time1=TCNT0 - time0;        //64 expected

在此之前，我已将timer0预分频器重置为1：1，因此每个TCNT0滴答是1/16微秒。

1. delay4us（）由NOP（）建立；它产生了65个滴答声的延迟，或刚好超过4us；
2. t0delayus（）是由timer0延迟建立的。它产生了77个滴答声的延迟；比delay4us（）稍差
3. _delay_us（）是gcc-avr函数。性能与delay4us（）相当；
4. delayMicroseconds（）产生了45个滴答声的延迟。除非在有其他中断的环境中使用，否则arduino实现其计时功能的方式往往会计数不足。

希望能帮助到你。