STM32的SYSTICK详解

发表于 2021-4-26 22:15

什么是SYSTICK:

这是一个24位的系统节拍定时器system tick timer,SysTick,具有自动重载和溢出中断功能，所有基于Cortex_M3处理器的微控制器都可以由这个定时器获得一定的时间间隔。

作用：

在单任务引用程序中，因为其架构就决定了它执行任务的串行性，这就引出一个问题：当某个任务出现问题时，就会牵连到后续的任务，进而导致整个系统崩溃。要解决这个问题，可以使用实时操作系统（RTOS）.

因为RTOS以并行的架构处理任务，单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于RTOS来设计自己的应用程序。这样SYSTICK存在的意义就是提供必要的时钟节拍，为RTOS的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。

微控制器的定时器资源一般比较丰富，比如STM32存在8个定时器，为啥还要再提供一个SYSTICK？原因就是所有基于ARM Cortex_M3内核的控制器都带有SysTick定时器，这样就方便了程序在不同的器件之间的移植。而使用RTOS的第一项工作往往就是将其移植到开发人员的硬件平台上，由于SYSTICK的存在无疑降低了移植的难度。

发表于 2021-4-26 22:17

SysTick定时器除了能服务于操作系统之外，还能用于其它目的：如作为一个闹铃，用于测量时间等。
要注意的是，当处理器在调试期间被喊停（halt）时，则SysTick定时器亦将暂停运作。

发表于 2021-4-26 22:17

时钟的选择：
用户可以在位于Cortex_M3处理器系统控制单元中的系统节拍定时器控制和状态寄存器（SysTick control and status register ,SCSR）选择systick 时钟源。如将SCSR中的CLKSOURCE位置位，SysTick会在CPU频率下运行；而将CLKSOUCE位清除则SysTick会以CPU主频的1/8频率运行。
3.5版本的库函数与以往的有所区别
不存在stm32f10x_systick.c文件，故原来的一些函数也不存在，比如SysTick_SetReload(u32 reload);SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState);等

发表于 2021-4-26 22:18

在3.5版本的库函数中与systick相关的函数只有两个
第一个，SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h头文件中进行定义的。
第二个，void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，在misc.c文件中定义的。

SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h

发表于 2021-4-26 22:19

主要的作用：
1、初始化systick
2、打开systick
3、打开systick的中断并设置优先级
4、返回一个0代表成功或1代表失败
注意：
Uint32_t ticks 即为重装值，
这个函数默认使用的时钟源是AHB，即不分频。
要想分频，调用void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，
但是要注意函数调用的次序，先SysTick_Config(uint32_t ticks)，
后SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)

发表于 2021-4-26 22:19

函数说明：

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/**

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.

*

* @param   ticks   number of ticks between two interrupts

* [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  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 */重装载值必须小于0XFF FFFF,为什么，这是一个24位的递减计数器。



  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;

     /* set reload register */设置重装载值，SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定义见后面

  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

发表于 2021-4-26 22:20

与systick相关的寄存器定义

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/** @addtogroup CMSIS_CM3_SysTick CMSIS CM3 SysTick

  memory 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;

发表于 2021-4-26 22:21

与systick寄存器相关的寄存器及位的定义

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/* SysTick Control / Status Register Definitions */控制/状态寄存器

#define  SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos  16      /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */

#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk         (1ul << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)         

/*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */ 溢出标志位



#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos   2       /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */

#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk         (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)  

/*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */时钟源选择位，0=外部时钟；1=内核时钟



#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos      1        /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */

#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk           (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)         

/*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */异常请求位



#define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos             0       /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */

#define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk            (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos)               

/*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask */使能位



/* SysTick Reload Register Definitions */

#define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos             0    /*!< SysTick LOAD: RELOAD Position */

#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)        

/*!< SysTick LOAD: RELOAD Mask */



/* SysTick Current Register Definitions */

#define SysTick_VAL_CURRENT_Pos             0       /*!< SysTick VAL: CURRENT Position */

#define SysTick_VAL_CURRENT_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos)        

/*!< SysTick VAL: CURRENT Mask */



/* SysTick Calibration Register Definitions */

#define SysTick_CALIB_NOREF_Pos            31      /*!< SysTick CALIB: NOREF Position */

#define SysTick_CALIB_NOREF_Msk            (1ul << SysTick_CALIB_NOREF_Pos)              

/*!< SysTick CALIB: NOREF Mask */



#define SysTick_CALIB_SKEW_Pos             30       /*!< SysTick CALIB: SKEW Position */

#define SysTick_CALIB_SKEW_Msk             (1ul << SysTick_CALIB_SKEW_Pos)               

/*!< SysTick CALIB: SKEW Mask */



#define SysTick_CALIB_TENMS_Pos             0       /*!< SysTick CALIB: TENMS Position */

#define SysTick_CALIB_TENMS_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos)        /*!< SysTick CALIB: TENMS Mask */

/*@}*/ /* end of group CMSIS_CM3_SysTick */

发表于 2021-4-26 22:23

与systick相关的寄存器的说明

发表于 2021-4-26 22:24

发表于 2021-4-26 22:24

发表于 2021-4-26 22:25

发表于 2021-4-26 22:26

void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
作用：
选择systick的时钟源，AHB时钟或AHB的8分频
默认使用的是AHB时钟，即72MHz

发表于 2021-4-26 22:26

函数说明：

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/**

  * @brief  Configures the SysTick clock source.

  * @param  SysTick_CLKSource: specifies the SysTick clock source.

  *   This parameter can be one of the following values:

  *     [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] 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;

  }

}

发表于 2021-4-26 22:27

Systick时钟源的定义：

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/** @defgroup SysTick_clock_source

  * @{

  */



#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8    ((uint32_t)0xFFFFFFFB)//将控制状态寄存器的第二位置0，即用外部时钟源

#define SysTick_CLKSource_HCLK         ((uint32_t)0x00000004)//将控制状态寄存器的第二位置1，即用内核时钟

#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \

                                       ((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))

发表于 2021-4-26 22:28

Systick定时时间的设定：

重装载值=systick 时钟频率(Hz)X想要的定时时间（S）
如：时钟频率为：AHB的8分频；AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz;要定时1秒，则
重装载值=9000000X1=9000000；
定时10毫秒
重状态值=9000000X0.01=90000
Systick的中断处理函数，
在startup_stm32f10x_hd.s启动文件中有定义。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
根据需要直接编写中断处理函数即可：
Void SysTick_Handler (void)
{ ;}

发表于 2021-4-26 22:30

注意：
如果在工程中，加入了stm32f10x_it.c,而又在主函数中编写中断函数，则会报错。

发表于 2021-4-26 22:31

发表于 2021-4-26 22:31

因为在stm32f10x_it.c文件中，也有这个中断函数的声明，只是内容是空的。
/**
  * @brief  This function handles SysTick Handler.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void SysTick_Handler(void)
{
}

发表于 2021-4-26 22:32

中断优先级的修改
在调用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后，调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。这个函数在core_cm3.h头文件中。
具体内容如下：

/**
* @brief  Set the priority for an interrupt
*
* @param  IRQn    The number of the interrupt for set priority
* @param  priority  The priority to set
*
* Set the priority for the specified interrupt. The interrupt
* number can be positive to specify an external (device specific)
* interrupt, or negative to specify an internal (core) interrupt.
*
* Note: The priority cannot be set for every core interrupt.
*/

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