STM32的SysTick定时器初体验
2019-06-11 22:12:43 #STM32

注：本文属博主学习时所作笔记，内容源大参考于野火的《零死角玩转STM32F103》以及部分网络资料，笔记内容仅作为自己参考，免去频繁查询参考手册的麻烦，如有错误，还请指出！

SysTick介绍

SysTick 属于CM3内核的外设，它可以产生非常精确的延时，一般用于操作系统，用于产生一个单独的时钟节拍，相当于操作系统的心脏。

SysTick是一个24bit的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为$1 \over SYSCLK$，Stm32中一般设置系统时钟为72M。当重载数值寄存器递减到0时，系统定时器则会产生中断。

SysTick—系统定时器有 4 个寄存器，一般配置时，大多操作前三个。

寄存器名称 寄存器描述
CTRL SysTick 控制及状态寄存器
LOAD SysTick 重装载数值寄存器
VAL SysTick 当前数值寄存器
CALIB SysTick 校准数值寄存器

  • CTRL

    位段 名称 类型 复位值 描述
    16 COUNTFLAG R/W 0 如果在上次读取本寄存器后， SysTick 已经计到了 0，则该位为 1。
    2 CLKSOURCE R/W 0 时钟源选择位，0=AHB/8，1=处理器时钟 AHB
    1 TICKINT R/W 0 1=SysTick 倒数计数到 0 时产生 SysTick 异常请
    求，0=数到 0 时无动作。也可以通过读取
    COUNTFLAG 标志位来确定计数器是否递减到0。
    0 ENABLE R/W 0 SysTick 定时器的使能位

  • LOAD

    位段 名称 类型 复位值 描述
    23:0 RELOAD R/W 0 当倒数计数至零时，将被重装载的值

  • VAL

    位段 名称 类型 复位值 描述
    23:0 CURRENT R/W 0 读取时返回当前倒计数的值，写它则使之清零，
    同时还会清除在 SysTick 控制及状态寄存器中的 COUNTFLAG 标志。

代码分析

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static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks){ 
  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  						/* 重装载值判断 */
      return (1);        					   
  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;       /* 设置重装载寄存器 */
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);   /* 设置中断优先级 __NVIC_PRIO_BITS为4 */
  SysTick->VAL   = 0;                                           /* 设置当前数值寄存器 */
  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | 				/* 设置系统定时器的时钟源为 AHBCLK=72M */
                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   | 				/* 使能系统定时器中断 */
                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                     /* 使能定时器 */
  return (0);                                                 
}

固件库编程时，我们通过SysTick_Config()配置系统定时器，形参 ticks 用来设置重装载寄存器的值，最大不能超过重装载寄存器的值$2^{24}$，固件库中的宏定义提供了我们参考值：

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#define SYSCLK_FREQ_72MHz  72000000

uint32_t SystemCoreClock = SYSCLK_FREQ_72MHz;

SysTick_Config(SystemFrequency / 1000);   	 	//1ms中断一次
SysTick_Config(SystemFrequency / 100000);	 	//10us中断一次
SysTick_Config(SystemFrequency / 1000000);	 	//1us中断一次

延时函数设计

  • 无中断函数类型延时
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  //微秒级延时
  void Systick_Delay_us(uint32_t us){
  	uint32_t i;
  	SysTick_Config(SystemFrequency / 1000000);		//1us中断一次
  	for (i = 0; i<us;i++){
  		while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));			//读取16位COUNTFLAG，定时器一个中断周期1us结束while循环
  	} 
  	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;		//关闭SysTick定时器
  }
  
  //毫秒级延时
void Systick_Delay_ms(uint32_t ms){
  	uint32_t i;
  	SysTick_Config(SystemFrequency / 1000);		//1us中断一次
  	for (i = 0; i<us;i++){
  		while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));			//读取16位COUNTFLAG，定时器一个中断周期1ms结束while循环
  	} 
  	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;		//关闭SysTick定时器
  }
  • 含中断函数类型延时
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//固件库宏定义
#define	__IO	volatile		/*!< defines 'read / write' permissions   */
static __IO uint32_t TimingDelay;


void Delay_us(__IO uint32_t nTime){ 
	TimingDelay = nTime;	 
  	SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;	// 使能SysTick定时器
  	while(TimingDelay != 0);
}
  
void SysTick_Init(void){
  if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)){ 		//1ms中断一次,计数周期为1ms
  	while (1);										//防止定时器配置错误产生一些未知的连锁的错误
  }
 }
  
void TimingDelay_Decrement(void){
	if (TimingDelay != 0x00){		//判断是否计时结束
  		TimingDelay--;
  	}
}
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//文件stm32f10x_it.c内
void SysTick_Handler(void){
	TimingDelay_Decrement();	
}

有关volatile的细节可参考我的这篇博文：盘点C语言中你不知道的小细节，技术尚浅，仅供参考

需要延时的时候，我们可以调用函数Delay_us()并传入具体的参数， 当然之前还需要对SysTick进行初始化，将参数传给全局变量TimingDelay，当一个计数递减周期完成，产生异常（中断），自动调用中断服务函数SysTick_Handler(void)，这个函数我们可以在文件==stm32f10x_it.c==中编程，再声明一个函数用于控制多少个计时周期，每完成一个计时周期减一，直至延时完成。

延时实例：

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void main(){
    SysTick_Init();		//计时器初始化
    Delay_us(1000);		//延时1000ms，1s
    {	}				//用户代码
}
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