【转】SysTick时钟配置

只看该作者 · 2017-2-18 17:50

void SysTick_Configuration(void)
{
/* Setup SysTick Timer for 100 msec interrupts */
if (SysTick_Config((SystemCoreClock) / 10)) // 1/10s=100ms
{
/* Capture error */
while (1);
}NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0x0);
}

SysTick_Config(SystemFrequency / 10) 函数的形参就是systick重装定时器的值。
systck计数频率为每秒72000000次，所以7200000次就是1/10秒，也就是100ms。
SysTick是1个24bit递减计数器，通过对SysTick控制与状态寄存器的设置，可选择HCLK时钟(72M)或HCLK的8分频(9M，缺省是这个)作为SysTick的时钟源。
SysTick的重装寄存器决定了定时器频率。

若SysTick的时钟源是72M, SystemFrequency = 72000000Hz
所以 SysTick_Config(SystemFrequency / 1000)；就是1ms时基。
// 1/1000 s=1ms

只看该作者 · 2017-2-19 22:57

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void delay_init(u8 SYSCLK) 

 { 

 SysTick->CTRL&=0xfffffffb；  //SysTick->CTRL能配置的只有0/1/2/3/16,其他是保留的.b=1011  1:计数比较标志,0:HCLK/8，1:开启systick中断，1:开启systick功能



fac_us=SYSCLK/8;                       

 fac_ms=(u16)fac_us*1000; 

 }



Systick主要的作用就是拿来计时，其原理和应用简述一下就是这样的：通过配置寄存器SysTick->CTRL来设定Systick的计时频率并Enable使Systick开始计数，这里的SysTick->CTRL&=0xfffffffb应该很好理解，把第2位设定为0，查找应用手册可以知道这是把Systick的计时频率设定为CPU主频(SYSCLK)的1/8。



假定我们板子默认的晶振频率是8Mhz，默认CPU工作频率(SYSCLK)是9倍频，即72M，那Systick的频率就是72/8=9Mhz。



知道了Systick的频率，下一步就是确定倒时计数器的数值，即SysTick->LOAD这个寄存器的配置。上面已经知道了，Systick的工作频率F=9Mhz=SYSCLK/8，即每秒钟计数器自减900万次，也就是说，SYSCLK/8次的自减耗时1秒，那么（8/SYSCLK）/1000,000次自减就耗时1微秒了，这也就是fac_us的值了。那么上面函数中的fac_us为什么是SYSCLK/8呢？这里先搞清楚一点，函数中SYSCLK的单位是Mhz，所以SYSCLK的值是72（这个以Mhz为单位应该是STM32基础库里面做过宏定义的），否则也不可能用一个8位整形去表示一个7200万的数值；而我们这里计算的SYSCLK是以Hz为单位的，即72Mhz/1000,000=72，所以这个SYSCLK/8是对的。



第一遍看是否有点无奈？其实，你只要看调用函数就知道了：delay_init(72);SYSCLK就是72而已；函数中fac_us=SYSCLK/8;  虽然SYSCLK可能被你误解为72M，但这也是从规范性的角度讲还是合理的！



你可能还没搞清楚fac_us到底是干嘛的。很简单，fac_us就是要写入SysTick->LOAD寄存器的值，Systick的工作原理是这个寄存器的值在Systick被Enable之后就开始以设定的工作频率自减，减到0的时候就发出中断，实现定时。所以，写入fac_us到SysTick->LOAD寄存器，就是要Systick在自减了fac_us次以后发出中断，自减fac_us所耗的时间已经说了，1微秒。

只看该作者 · 2017-2-19 22:58

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下面的fac_ms应该很好理解了，就是1毫秒的计数次数，刚好是1微妙的1000倍，注意9×1000超出了8位整形的表示范围，所以要用(u16)先把fac_us转成16位变量，以保证计算的正确。



具体的应用函数是用来做延时，如下：



void delay_us(u32 nus) 

 {              

 u32 temp;                          

 SysTick->LOAD=nus*fac_us; //时间加载                     

SysTick->VAL=0x00;                //清空计数器 

SysTick->CTRL=0x01 ;           //Enable Systick，开始倒数     

do 

 { 

 temp=SysTick->CTRL; 

 } 

 while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));//等待时间到达      

SysTick->CTRL=0x00;              //Disable Systick



SysTick->VAL =0X00;              //清空计数器        

}



具体的寄存器配置只要看手册就知道了，这里只需要理解一句：



do 

 { 

 temp=SysTick->CTRL; 

 } 

 while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));//等待时间到达



核心就是while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));//等待时间到达



temp已经是Systick控制寄存器的值了，temp&0x01就是把该寄存器的值读出并且把除第一位之外位都清零(当然要通过temp变量来传递值而不是直接修改寄存器)，第一位就是Systick的Enable配置信息，写入1就是Enable，写入0就是Disable，读这一位是判断Systick是否仍然处于Enable状态(可能被其他中断禁用掉)，temp&(1<<16)就是读取第16位的值，这一位如果为0就表示计数器的值不是0(即还在计数)，如果是1就表示计数器已经自减到0了。



那么这段就很好理解了，即判断，如果Systick还在Enable的状态，并且计数器还没数到0，就不停的循环把当前的SysTick->CTRL寄存器值写入变量temp，继续下一次判断。当Systick被Disable或者计数器数到0了，就停止循环。因为只是做延时，也不需要跳到任何中断服务那边去处理什么，只要这个循环的耗时过程完成就可以了。

只看该作者 · 2017-2-19 22:59

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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。



  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。



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



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

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)

只看该作者 · 2017-2-19 23:00

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

与systick相关的寄存器定义

/** @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;



与systick寄存器相关的寄存器及位的定义



/* 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 */

只看该作者 · 2017-2-19 23:01

与systick相关的寄存器的说明

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

只看该作者 · 2017-2-19 23:01

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:

  *     @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时钟源的定义：

/** @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))

只看该作者 · 2017-2-19 23:02

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)

{ ;}

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。

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)

{

}

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.

*/

static __INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)

{

if(IRQn < 0) {

SCB->SHP[((uint32_t)(IRQn) & 0xF)-4] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for Cortex-M3 System Interrupts */

else {

NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for device specific Interrupts */

}

下面以一个实例来说明：

利用systick来实现以1秒的时间间隔，闪亮一个LED指示灯，指示灯接在GPIOA.8，低电平点亮。

#include "stm32f10x.h"

//函数声明

void GPIO_Configuration(void);//设置GPIOA.8端口

u32 t;//定义一个全局变量

int main(void)

{

// SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);

SysTick_Config(9000000);

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);

GPIO_Configuration();

while(1);

}

//GPIOA.8设置函数

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义一个端口初始化结构体

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//打开GPIOA口时钟

GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//设置为推挽输出

GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置输出频率50M

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//指定第8脚

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA.8

GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);//置高GPIOA.8，关闭LED

}

//systick中断函数

void SysTick_Handler(void)

{

t++;

if(t>=1)

{

if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==1)

{GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}

}

if(t>=2)

{

if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0)

{GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}

t=0;

}

模拟后的结果

1、8分频后结果

2、直接调用SysTick_Config(9000000);即不分频的结果，间隔为1/8=0.125s

总结：

1、要使用systick定时器，只需调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数即可，

自动完成了，重装载值的装载，时钟源选择，计数寄存器复位，中断优先级的设置(最低)，开中断，开始计数的工作。

2、要修改时钟源调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)。

3、要修改中断优先级调用

void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)

应用说明：

1、因systick是一个24位的定时器，故重装值最大值为2的24次方=16 777 215，

要注意不要超出这个值。

2、systick是cortex_m3的标配，不是外设。故不需要在RCC寄存器组打开他的时钟。

3、每次systick溢出后会置位计数标志位和中断标志位，计数标志位在计数器重装载后被清除，而中断标志位也会随着中断服务程序的响应被清除，所以这两个标志位都不需要手动清除。

4、采用使用库函数的方法，只能采用中断的方法响应定时器计时时间到，如要采用查询的方法，那只能采用设置systick的寄存器的方法，具体操作以后再做分析。