STM32 SysTick---系统滴答定时器

1万 · 2016-7-13 07:20

一、Systick简介

Systick也叫系统滴答定时器，滴答定时器就是一个非常基本的倒计时定时器。它存在的意义是为系统提供一个时基，能够给操作系统提供一个硬件上的中断。使用Systick能够精准延时，对于时间要求严格的场所，意义十分重大，我将写一个流水灯改进版----精确延时(可调控)的流水灯。
二、Systick timer
Systick是一个24位的定时器，一次最多可以计数2^24个时钟脉冲，这个脉冲计数值保存在当前计数值寄存器STK_VAL（Systick current value register）中,只能向下计数，每接收到一个时钟脉冲，STK_VAL的值就会向下减1，当减到0时，硬件会自动把重装载寄存器STK_LOAD（Systick reload value register）中保存的数据加载到STK_VAL，重新开始向下计数。如果STK_VAL的值被减至0时，会触发异常产生中断。
三、相关寄存器介绍
除了上面说的STK_VAL，下面带大家了解相关的寄存器和寄存器位。
1. SysTick_CSR 控制状态寄存器

Bit0： ENABLE
      SysTick timer的使能位，1使能Systick timer，0关闭Systick timer
Bit1： TICKINT
      异常触发使能位，TICKINT=1，STK_VAL计数到0触发异常；TICKINT=0，不触发异常
Bit2： CLKSOURCE
      Systick时钟选择位，SysTick = 1，时钟为AHB时钟；0时钟位AHB/8
Bit16：COUNTFLAG
      计数为0标志位，当STK_VAL计数到0，此标志位会被置1

2. SysTick_LOAD    重装载寄存器

0-23 24位的重装值，这也是为什么只能计数到2^24
3. SysTick_VAL 当前值寄存器

4. SysTick_CALRB 校准寄存器

由于我们要写精确延时的LED流水灯，所以我们需要使用Systick进行精确延时，理论上它的最小计时单位为AHB的时钟周期，1/72000000秒，72分之一微秒。

我们在昨天流水灯的基础上，新建两个文件，SysTick.c和SysTick.h
具体代码如下
SysTick.h
#ifndef __SYSTICK_H__
#define __SYSTICK_H__
#include "stm32f10x.h"
void SysTick_Init(void);
void Delay_us(__IO u32 nTime);
#endif

SysTick.c
#include "SysTick.h"
#include "stm32f10x.h"
static __IO u32 TimingDelay;
void SysTick_Init(void)
{
if(SysTick_Config(SystemCoreClock/100000))
{
  while(1);
}
//关闭滴答定时器
SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
void TimingDelay_Decrement(void)
{
if(TimingDelay != 0x00)
{
  TimingDelay--;
}
}
void Delay_us(__IO u32 nTime)
{
TimingDelay = nTime;

//使能滴答定时器
SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

while(TimingDelay != 0);
}

中断函数，在stm32f10xit.c
void SysTick_Handler(void)
{
TimingDelay_Decrement();
}

修改main.c如下
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "SysTick.h"

int main(void)
{
//LED端初始化
LED_GPIO_Config();

//配置SysTick为10us中断一次
SysTick_Init();

while(1)
{
  LED1(0);
  Delay_us(50000);
  LED1(1);

  LED2(0);
  Delay_us(50000);
  LED2(1);

  LED3(0);
  Delay_us(50000);
  LED3(1);

  LED4(0);
  Delay_us(50000);
  LED4(1);
}
}
这里面只有两个函数，SysTick_Init()和Delay_us(),一个是配置SysTick定时器，一个是进行精确延时
中断函数也只是运行了一个自定义函数，看看不难理解
SysTick_Config(SystemCoreClock/100000);
SystemCoreClock是系统时钟的宏，SystemCoreClock = 72000000
我们的计时总时间 T = tick * （1/f），tick为SysTick_Config()的输入参数

1/f为SysTick timer使用的时钟源的时钟周期，f为该时钟源的时钟频率。
上面的语句中：tick = SystemCoreClock/100000=720，表示720个时钟周期中断一次，1/f是时钟周期的时间，1/f = 1/72us,所以T = 720*(1/72) = 10us
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk,这是一个宏，用来指示寄存器的特定位置或进行位屏蔽用的，那么他是如何定义的呢？

其中的寄存器位指示宏：SysTick_xxx_Pos, 宏展开后为xxx在相应寄存器中的位置，如控制SysTick时钟源的SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos，宏展开后为2，正好是SysTick_CSR中的Bit2
寄存器的位屏蔽宏：SysTick_xxx_Msk,宏展开是xxx的位全部置1后，左移SysTick_xxx_Pos位，1ul使之无符号长整型，上图中SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk,宏展开为1ul<<SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos,即1左移2位，得到的只有Bit2：CLKSOURCE位被置1，而其它位为0，这样搭配& | 能够很方便的修改寄存器的某些位，这样就程序就不难理解了.就说这么多吧，已经讲得很多了，不懂得自己想想，琢磨一下就通了。