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[应用相关] 【转】 STM32 入门教程 系统时钟 SysTick

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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
STM32, systick, 系统时钟, FOR, 函数
STM32 入门教程 系统时钟 SysTick
(一) 背景介绍
在传统的嵌入式系统软件按中通常实现 Delay(N) 函数的方法为：
for(i = 0; i <= x; i ++);
         x --- 对应于 对应于 N 毫秒的循环值
对于STM32系 列微处理器来说，执行一条指令只有几十个 ns，进行 for 循环时，要实现 N 毫秒的 x 值非常大，而且由于系统频率的宽广，很难计算出延时 N 毫秒的精确值。针对 STM32 微处理器，需要重新设计一个新的方法去实现该功能，以实现在程序中使用 Delay(N)。

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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:42 | 显示全部楼层
(二) STM32 SysTick 介绍

Cortex-M3 的内核中包含一个 SysTick 时钟。SysTick 为一个 24 位递减计数器，SysTick 设定初值并使能后，每经过 1 个系统时钟周期，计数值就减 1。计数到 0 时，SysTick 计数器自动重装初值并继续计数，同时内部的 COUNTFLAG 标志会置位，触发中断 (如果中断使能情况下)。

在 STM32 的应用中，使用 Cortex-M3 内核的 SysTick 作为定时时钟，设定每一毫秒产生一次中断，在中断处理函数里对 N 减一，在Delay(N) 函数中循环检测 N 是否为 0，不为 0 则进行循环等待；若为 0 则关闭 SysTick 时钟，退出函数。

注： 全局变量 TimingDelay , 必须定义为 volatile 类型 , 延迟时间将不随系统时钟频率改变。
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:42 | 显示全部楼层
(三) ST SysTick 库文件

使用ST的函数库使用systick的方法
1、调用SysTick_CounterCmd()               -- 失能SysTick计数器
2、调用SysTick_ITConfig ()                     -- 失能SysTick中断
3、调用SysTick_CLKSourceConfig()        -- 设置SysTick时钟源。
4、调用SysTick_SetReload()                  -- 设置SysTick重装载值。
5、调用SysTick_ITConfig ()                     -- 使能SysTick中断
6、调用SysTick_CounterCmd()               -- 开启SysTick计数器
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:42 | 显示全部楼层
(四) SystemTick 工程实战

外部晶振为 8 MHz，9 倍频，系统时钟为 72MHz，SysTick 的最高频率为9MHz（最大为HCLK / 8），在这个条件下，把 SysTick 效验值设置成9000，将 SysTick 时钟设置为 9 MHz， 就能够产生 1ms 的时间基值，即 SysTick 产生 1ms 的中断。

    /* Configure the system clocks */
    RCC_Configuration();
    SysTick_Configuration();
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:43 | 显示全部楼层
第一步: 配置 RCC 寄存器 和 SysTick 寄存器

RCC_Configuration: 配置 RCC 寄存器
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  1. void RCC_Configuration(void) 
    

  2. { 
    

  3.     /* RCC system reset(for debug purpose) */ 
    

  4.     RCC_DeInit(); 
    

  5.     /* Enable HSE */ 
    

  6.     RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); 
    

  7.     /* Wait till HSE is ready */ 
    

  8.     HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); 
    

  9.     if(HSEStartUpStatus == SUCCESS) 
    

  10.     { 
    

  11.         /* HCLK = SYSCLK */ 
    

  12.         RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
    

  13.         /* PCLK2 = HCLK */ 
    

  14.         RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 
    

  15.         /* PCLK1 = HCLK/2 */ 
    

  16.         RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); 
    

  17.         /* Flash 2 wait state */ 
    

  18.         FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); 
    

  19.         /* Enable Prefetch Buffer */ 
    

  20.         FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); 
    

  21.         /* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */ 
    

  22.         RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); 
    

  23.         /* Enable PLL */ 
    

  24.         RCC_PLLCmd(ENABLE); 
    

  25.         /* Wait till PLL is ready */ 
    

  26.         while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) 
    

  27.         { 
    

  28.         } 
    

  29.         /* Select PLL as system clock source */ 
    

  30.         RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); 
    

  31.         /* Wait till PLL is used as system clock source */ 
    

  32.         while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) 
    

  33.         { 
    

  34.         } 
    

  35.     } 
    

  36.     /* Enable GPIOA and AFIO clocks */ 
    

  37.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | 
    

  38.                          RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); 
    

  39. }
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:43 | 显示全部楼层
SysTick_Configuration: 配置 SysTick
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  1. void SysTick_Configuration(void) 
    

  2. { 
    

  3.     /* Select AHB clock(HCLK) as SysTick clock source */ 
    

  4.     SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK); 
    

  5.     /* Set SysTick Priority to 3 */ 
    

  6.     NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 3, 0); 
    

  7.     /* SysTick interrupt each 1ms with HCLK equal to 72MHz */ 
    

  8.     SysTick_SetReload(72000); 
    

  9.     /* Enable the SysTick Interrupt */ 
    

  10.     SysTick_ITConfig(ENABLE); 
    

  11. }
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:44 | 显示全部楼层
第二步: 配置 SysTick 中断函数

这里我们定义了一个 TestSig 全局变量, 用于我们使用 Keil 软件自带的逻辑分析仪来分析.

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  1. volatile vu32 TimingDelay = 0; 
    

  2. vu8 TestSig = 0;
    


  3. 

  4. void SysTickHandler(void) 
    

  5. { 
    

  6.     TimingDelay--; 
    

  7.     if(TimingDelay % 2) 
    

  8.     { 
    

  9.         TestSig = 1; 
    

  10.     } 
    

  11.     else 
    

  12.     { 
    

  13.         TestSig = 0; 
    

  14.     } 
    

  15. }
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:44 | 显示全部楼层
第三步: 编写 Delay 延时函数

Delay: 系统延时函数, 使用系统时钟操作.
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  1. void Delay(u32 nTime) 
    

  2. { 
    

  3.     /* Enable the SysTick Counter */ 
    

  4.     SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable); 
    

  5.     TimingDelay = nTime; 
    

  6.     while(TimingDelay != 0); 
    

  7.     /* Disable the SysTick Counter */ 
    

  8.     SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable); 
    

  9.     /* Clear the SysTick Counter */ 
    

  10.     SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear); 
    

  11. }
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:44 | 显示全部楼层
第四步: 主函数中调用 Delay

在 Mini-STM32 开发板上有两个 LED 灯, 分别是 PA0, PA1. 我们做个流水灯程序, 让他们循环点亮.
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  1.     while(1) 
    

  2.     {   
    

  3.         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); 
    

  4.         Delay(100); 
    

  5.         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); 
    

  6.         Delay(100); 
    

  7.         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); 
    

  8.         Delay(100); 
    

  9.         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); 
    

  10.         Delay(100); 
    

  11.     }
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 楼主| peripheral 发表于 2020-2-7 15:45 | 显示全部楼层
(五) 仿真调试

把工程便宜通过后, 进入软件仿真
如下图所示:点击工程快捷菜单的逻辑分析仪

在逻辑分析仪中我们点击 Setup 按键会弹出安装对话框.
点右上方的 "新建" 图标, 在菜单中输入 "TestSig" 这个全局变量.
添加完之后就可以点 Close 了. 如果您仿真完可以点击 左下方的 "Kill All" 删除所有监视变量.

全速运行后就可以看到下面的波形了哦

如果你使用仿真器在 Mini-STM32 上调试的话你还可以看到两个 LED 在跑跑马灯程序了.
到此我们这章节的教程就结束了, 相信大家也掌握了 System Tick 的用法了.
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