M451的 SysTick 延时

1万 · 2017-3-28 23:17

ARM Cortex-M4 集成了一个 SysTick，它提供了一种简单的、24 位写清零（clear-on-write）、递减的、计数值减到零后
自动重载(wrap-on-zero)的计数器，该计数器带有灵活的控制机制。SysTick 其实就是一个定时器而已，只是它放在了 NVIC 中，
主要的目的是为了给操作系统提供一个硬件上的中断（也称作“滴答中断”）。那么什么是滴答中断呢？这里来简单地解释一下。当操
作系统进行运转的时候，也会有“心跳”。它会根据“心跳”的节拍来工作，把整个时间段分成很多小小的时间片，每个任务每次只能
运行一个“时间片”的时间长度就得退出给别的任务运行，这样可以确保任何一个任务都不会霸占整个系统不放。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。只要不把它在 SysTick 控制
及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息。

1万 · 2017-3-28 23:20

使用库函数 CLK_SetSysTickClockSrc 进行设置，代码如下:
程序清单 8.2.1 SysTick 时钟源的选择
CLK_SetSysTickClockSrc(CLK_CLKSEL0_STCLKSEL_HXT);
[2]当设置好 SysTick 的时钟源，就得按照其提供的频率为 SysTick 设置相应的定时计数值，涉及到 3 个寄存器为 SYST_CTRL、
SYST_VAL、SYST_LOAD，它们的作用分别是 SysTick 的控制、SysTick 的计数值设置、SysTick 的自动重载的计数值，使用到
库函数 CLK_SysTickDelay，详细代码如下：
__STATIC_INLINE void CLK_SysTickDelay(uint32_t us)
{
/*1.SysTick 的自动重载值的设置*/
SysTick->LOAD = us * CyclesPerUs;
/*2.SysTick 的计数值设置*/
SysTick->VAL = (0x00);
/*3.SysTick 的时钟源选择为内核时钟、使能计数器*/
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
/*4.等待计数器向下计数完毕 */
while((SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk) == 0);
}
当系统定时器使能后，将从 SysTick 的当前值寄存器 (SYST_VAL) 的值向下计数到 0，并在下一个时钟周期，重新加载寄存
器 SYST_LOAD 的值，然后再随时钟递减。当计数器减到 0 时，标志位 COUNTFLAG 置位，读 COUNTFLAG 位使其清零。复位后，
SYST_VAL 的值是未知的。使能前，软件应该向寄存器写入值清零。这样确保定时器使能时以 SYST_LOAD 的值开始计数，而非任意
值。若 SYST_LOAD 的值为 0，在重新加载后，定时器将保持当前值 0。这个功能可以在计数器使能后用于禁用的独立功能。
通过分析代码，寄存器 SYST_LOAD 自动重载值的设置与寄存器 SYST_CTRL 中的时钟源的选择再次重新确认。当 SysTick 第
二次选择时钟输入源为内核时钟时，此时内核时钟的频率为 72MHz，使用 SysTick 实现微秒级延时的时候，SysTick->LOAD=us*
（72000000/1000000）=us*72，而变量 us 就是我们延时的时间，单位为微秒。
为了统一使延时函数调用更加方便，在 common.c 再次对 CLK_SysTickDelay 重新进行封装，编写了 Delayus 和 Delayms
函数，详细代码如下：
/****************************************
*函数名称:Delayms
*输入:u32ms -毫秒延时值
*输出:无
*功能:毫秒级延时
******************************************/
void Delayms(uint32_t u32ms)
{
while(u32ms--)
CLK_SysTickDelay(1000);
}
/****************************************
*函数名称:Delayus
*输入:u32us -微秒延时值
*输出:无
*功能:微秒级延时*****************************************/
void Delayus(uint32_t u32us)
{
CLK_SysTickDelay(u32us);
}
[3]关于 GPIO 的初始化，在这个不再赘述了，实现 Led 灯闪烁代码如下：

1万 · 2017-3-28 23:20

复制

#include "SmartM_M4.h"

int32_t main(void)

{

PROTECT_REG

(

/* 系统时钟初始化 */

SYS_Init(PLL_CLOCK);

)

/* PB8 引脚初始化为输出模式 */

GPIO_SetMode(PB,BIT8,GPIO_MODE_OUTPUT);

while(1)

{

/* PB8 引脚输出高电平*/

PB8=1;

/* 延时 500 毫秒*/

Delayms(500);

/* PB8 引脚输出低电平*/

PB8=0;

/* 延时 500 毫秒*/

Delayms(500);

}

}

1万 · 2017-3-29 11:20

这个函数在时钟头文件里有的

1万 · 2017-3-29 11:22

void CLK_EnableSysTick(uint32_t u32ClkSrc, uint32_t u32Count);

1万 · 2017-3-29 11:22

复制

/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]      This function execute delay function.

  * @param      us  Delay time. The Max value is 2^24 / CPU Clock(MHz). Ex:

  *                             72MHz => 233016us, 50MHz => 335544us,

                                48MHz => 349525us, 28MHz => 699050us ...

  * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]     None

  * [url=home.php?mod=space&uid=1543424]@Details[/url]    Use the SysTick to generate the delay time and the unit is in us.

  *             The SysTick clock source is from HCLK, i.e the same as system core clock.

  */

__STATIC_INLINE void CLK_SysTickDelay(uint32_t us)

{

    SysTick->LOAD = us * CyclesPerUs;

    SysTick->VAL  = (0x00);

    SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;



    /* Waiting for down-count to zero */

    while((SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk) == 0);

    

    /* Disable SysTick counter */

    SysTick->CTRL = 0;

}

1万 · 2017-3-29 19:16

当系统定时器使能后，将从 SysTick 的当前值寄存器 (SYST_VAL) 的值向下计数到 0，并在下一个时钟周期，重新加载寄存器 SYST_LOAD 的值，然后再随时钟递减。

1万 · 2017-4-6 18:43

一般定时器都是向下计数的。

1万 · 2017-4-6 21:38

系统难道不是根据主时钟来运行的吗，如果不启动这个心跳时钟，是不是就系统无法运行？

1万 · 2017-4-8 11:34

把整个时间段分成很多小小的时间片，每个任务每次只能运行一个“时间片”的时间长度就得退出给别的任务运行，这样可以确保任何一个任务都不会霸占整个系统不放。

只看该作者 · 2017-4-8 13:25

24 位写清零（clear-on-write）这个是什么意思，就是你只要往里面执行写操作就自动清零？

只看该作者 · 2017-4-9 13:56

周期的某个时间范围赐予特定的任务等