4、SysTick定时器的理解

参考文档《Cortex-M3权威指南(中文).pdf》

什么是systick？

手册解释：

RCC通过AHB时钟(HCLK)8分频后作为Cortex系统定时器(SysTick)的外部时钟。通过对SysTick 控制与状态寄存器的设置，可选择上述时钟或Cortex(HCLK)时钟作为SysTick时钟。

系统滴答定时器是一个非常基本的倒计时定时器，用于在每隔一定的时间产生一个中断，即使是系统在睡眠模式下也能工作，并且在向量表中有它的一席之地。。它使得 OS 在各 CM3 器件之间的移植中不必修改系统定时器的代码，移植工作一下子容易多了。 SysTick 定时器也是作为 NVIC 的一部分实现的

SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号： 15）。在以前，大多操作系统需要一个硬件定时器来产生操作系统需要的滴答中断，作为整个系统的时基。例如，为多个任务许以不同数目的时间片，确保没有一个任务能霸占系统；或者把每个定时器周期的某个时间范围赐予特定的任务等，还有操作系统提供的各种定时功能，都与这个滴答定时器有关。因此，需要一个定时器来产生周期性的中断，而且最好还让用户程序不能随意访问它的寄存器，以维持操作系统“心跳”的节律。

Cortex‐M3处理器内部包含了一个简单的定时器。因为所有的CM3芯片都带有这个定时器，软件在不同 CM3器件间的移植工作得以化简。该定时器的时钟源可以是内部时钟（FCLK， CM3上的自由运行时钟），或者是外部时钟（ CM3处理器上的STCLK信号）。不过， STCLK的具体来源则由芯片设计者决定，因此不同产品之间的时钟频率可能会大不相同，你需要检视芯片的器件手册来决定选择什么作为时钟源。

个人理解：

systick就是一个基于M3、M4内核的一个简单的24bit,倒计时,自动重装载定时器，倒计时结束会产生一个中断。常用于做延时，在实时系统中做心跳时钟，用于任务的切换。

简述：

1、systick定时器，就是系统滴答定时器

2、24位自动重装载倒计时定时器

3、当倒计时到0时，将从RELOAD寄存器中自动重装载初值

4、只要不清除SysTick控制及状态寄存器的使能位，就永不停息，在睡眠模式下也能工作

5、systick倒计时结束，会产生一个中断，且中断优先级可以设置

四个寄存器：

1、SysTick控制和状态寄存器——CTRL

2、SysTick重装载数值寄存器——LOAD

3、SysTick当前值寄存器 ——VAL

4、SysTick校准值寄存器——CALIB

在core_cm3.h中可以看到定义

/** @addtogroup CMSIS_CM3_SysTick CMSIS CM3 SysTickmemory mapped structure for SysTick@{*/
typedef struct
{__IO uint32_t CTRL;                         /*!< Offset: 0x00  SysTick Control and Status Register */__IO uint32_t LOAD;                         /*!< Offset: 0x04  SysTick Reload Value Register       */__IO uint32_t VAL;                          /*!< Offset: 0x08  SysTick Current Value Register      */__I  uint32_t CALIB;                        /*!< Offset: 0x0C  SysTick Calibration Register        */
} SysTick_Type;

/--------------------------SysTick控制和状态寄存器：-------------------------------------------/

位0：ENABLE=1 //使能滴答定时器

位1：TICKINT=0 //当SysTick倒数到0时候，无动作

TICKINT=1 //当SysTick倒数到0时候，会产生一个SysTick异常请求

位2：CLKSOURCE=0 //选择时钟源为外部时钟源(STCLK)——AHB总线时钟HCLK的1/8

CLKSOURCE=1 //选择时钟源为内核时钟源(FCLK)——AHB总线时钟HCLK=内核时钟

位16：COUNTFLAG:如果倒计时为0，该位自动置1，读取该位，自动清0(如果读取该位时未倒计时到0，则该位为0)

/---------------------------SysTick重装载数值寄存器------------------------------------------/

RELOAD[23:0]

倒数至0时，将会被重装载的值。

/------------------------------------SysTick当前值寄存器-------------------------------------------/

CURRENT[23:0]

会在一个自动重装载周期不断变化，读取该寄存器时，返回当前倒计时的值；写该寄存器时，会使该寄存器清0，同时还会清除SysTick控制及状态寄存器中的COUNTFLAG标志

/------------------------------------校准寄存器-------------------------------------/

待分析。。。

/-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------/

库函数的配置：

misc.c中

/*** @brief  Configures the SysTick clock source.* @param  SysTick_CLKSource: specifies the SysTick clock source.*   This parameter can be one of the following values:*     @arg SysTick_CLKSource_HCLK_Div8: AHB clock divided by 8 selected as SysTick clock source.*     @arg SysTick_CLKSource_HCLK: AHB clock selected as SysTick clock source.* @retval None*/
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
{/* Check the parameters */assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK){SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK;}else{SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;}
}

SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource);//SysTick时钟源选择

if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK)
{
SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK;//选择内核时钟源(FCLK)=AHB时钟HCLK
}
else
{
SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;//选择AHB总线时钟HCLK的1/8
}

core_cm3.h或coer_cm4.h中

/* ##################################    SysTick function  ############################################ */#if (!defined (__Vendor_SysTickConfig)) || (__Vendor_SysTickConfig == 0)/*** @brief  Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.** @param   ticks   number of ticks between two interrupts* @return  1 = failed, 0 = successful** Initialise the system tick timer and its interrupt and start the* system tick timer / counter in free running mode to generate * periodical interrupts.*/
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{ if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */return (0);                                                  /* Function successful */
}#endif

SysTick_Config(uint32_t ticks);//初始化systick时钟为HCLK,并开启中断

ticks：两个中断之间的滴答数

if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); //设置的值应该小于允许的最大值24bit

SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;//写load自动重载寄存器

NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); //设置优先级

SysTick->VAL = 0;//清除当前值寄存器

SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | //选择时钟//1<<2：CTRL第三位=1
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | //开启中断
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //使能定时器

在stm32f10x_it.c中

void SysTick_Handler(void)
{
}

SysTick_Handler(void);//中断处理函数

应用：

SysTick_Config(uint32_t ticks);//直接就可以配合中断处理函数使用

ticks参数：

例子：

if(SysTick_Config(SystemCoreClock/1000))//两个相邻中断时间间隔=1s

SystemCoreClock = 72MHz

ticks=72 000

理解：在系统72M时钟下：1/72M计数一次，也就是说：1S可以计数72M次

那么，计数ticks次，触发一次中断，即系统每计72 000个数触发一次中断

系统计 72 000 000 个数的时间为 1s，

则系统计72 000个数的时间为 1ms。

注意：用滴答时钟做delay延时时，不建议用中断的方式。一直进中断，太占用CPU资源

Systick 做delay：（抄正点原子的）

static u8  ticks_us=0;                          //us延时倍乘数
static u16 ticks_ms=0;                         //ms延时倍乘数void SysTick_init(void)
{SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);  //选择外部时钟  HCLK/8=9Mticks_us=SystemCoreClock/8000000;              //延时1us需要计数的值=9  //1S系统计数9M，则系统计数到9，耗时1usticks_ms=(u16)ticks_us*1000;                       //延时1ms需要计数的值
}void delay_us(u32 nus)
{u32 temp;           SysTick->LOAD=nus*ticks_us;                    //时间加载           SysTick->VAL=0x00;                         //清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));     //等待时间到达   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器SysTick->VAL =0X00;                           //清空计数器
}//注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对72M条件下,nms<=1864
void delay_ms(u16 nms)
{                 u32 temp;        SysTick->LOAD=(u32)nms*ticks_ms;             //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)SysTick->VAL =0x00;                           //清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //使能滴答定时器，开始倒数do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));      //等待时间到达   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器SysTick->VAL =0X00;                          //清空计数器
}

static u8 ticks_us=0; //设置最小时间单位的计数值//1us的计数值

static u8 ticks_ms=0; //设置最小时间单位的计数值//1ms的计数值

void SysTick_init(void)//初始化滴答时钟
{
//选择外部时钟 HCLK/8=9M
//延时1us需要计数的值=9 //1S系统计数9M，则系统计数到9，耗时1us
//延时1ms需要计数的值
}
temp=SysTick->CTRL;//如果计数到0，读取该寄存器时，CTRL-bit16=0

while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))) //所以temp的 bit16 和 bit0 都为1

(temp&0x01)=1；(temp&(1<<16))=1; 即：while((1) != (1)) 不成立，退出。

/******************************修改之前的systick做delay***********************************/

在内核头文件中，有这么一个函数

/* ##################################    SysTick function  ############################################ */#if (!defined (__Vendor_SysTickConfig)) || (__Vendor_SysTickConfig == 0)/*** @brief  Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.** @param   ticks   number of ticks between two interrupts* @return  1 = failed, 0 = successful** Initialise the system tick timer and its interrupt and start the* system tick timer / counter in free running mode to generate * periodical interrupts.*/
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{ if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */return (0);                                                  /* Function successful */
}#endif

直接拿来用就好了

int main(void)
{   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4); SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);while(1)
{if(SysTickTime >= 1000)//500ms{}
}
}

SystemCoreClock/1000写进load值

ticks=72 000

理解：在系统72M时钟下：1/72M计数一次，也就是说：1S可以计数72M次

72 000次1ms

所以1ms，进一次中断

/*** @brief  This function handles SysTick Handler.* @param  None* @retval None*/
extern uint16_t SysTickTime;
void SysTick_Handler(void)
{SysTickTime++;if(SysTickTime >= 65535){SysTickTime=0;}
}

优化延时函数后流水灯

 while(1){if(SysTickTime>=1000){GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_13)?GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13),SysTickTime=0: GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13),SysTickTime=0;}}

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