M3/M4精确定时问题

只看该作者 · 2014-3-5 17:54

各位大侠，
近来设计一个系统要求比较精准的实时性。
以M4为例，168MHZ主频，那么每周期时钟大致是6nS。
我想实现以下动作，请大侠分析看是否可行。
1， PB0=1，输出高----设CPU内部开始执行这条指令为零时刻，则CPU执行完PB0=1需要消耗时钟周期（大致是一周期吧？），然后系统模拟管脚单元动作，需要消耗一定的延时（大概uS级别？和IO口设置的输出速率有关，假设输出最高速率。）待PB0引脚输出为高时，假设耗时T1.
2，系统延时24nS----问题：这24nS如何实现呢？只能以最基本的系统时钟6nS为基本单位来计算，执行三个单周期指令？。但由于STM-CORE M4的流水线指令，似乎无法确定每个指令到底消耗多少周期？且我想做成子函数的形式，也就是说40nS,50nS,这样的延时可以直接设置。。。。有没有这样的指令固定执行一周期的？
请大侠指教！十分感谢！

只看该作者 · 2014-3-5 18:30

你这个6NS是大致时间，为什么不用168/8作为时钟源呢？以168/8作为时钟源，每nS需要的周期刚好是21个时钟周期，这样才叫精准吧？
如果你要写成子函数，40nS需要的时钟周期就是40*21=840个周期，向SYSTICK的LOAD寄存器写840就行了。

只看该作者 · 2014-3-5 18:43

还是从的你的应用方面考虑别的招吧。

只看该作者 · 2014-3-5 18:44

wyjben 发表于 2014-3-5 18:30
你这个6NS是大致时间，为什么不用168/8作为时钟源呢？以168/8作为时钟源，每nS需要的周期刚好是21个时钟周 ...

多谢大侠，
水平有限。168/8?您指的是168M再8分频？

只看该作者 · 2014-3-5 18:52

magic_yuan 发表于 2014-3-5 18:44
多谢大侠，
水平有限。168/8?您指的是168M再8分频？

在设置SYSTICK时，有个时钟源选择，可以选择内部时钟和外部时钟，内部时钟如果你设为168，那么外部时钟就是168/8，例子：
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//选择外部时钟HCLK/8
SysTick_CLKSource_HCLK_Div8为外部时钟
SysTick_CLKSource_HCLK为内部时钟

#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)
#define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)

只看该作者 · 2014-3-5 18:55

wyjben 发表于 2014-3-5 18:52
在设置SYSTICK时，有个时钟源选择，可以选择内部时钟和外部时钟，内部时钟如果你设为168，那么外部时钟就 ...

168MHZ是M4经过外部时钟倍频以后得到的吧。。。。。

只看该作者 · 2014-3-5 19:40

刚在网上搜了下，
__disable_irq()
这条指令貌似可以实现双周期固定定时。

只看该作者 · 2014-3-5 20:17

本帖最后由 wyjben 于 2014-3-5 20:19 编辑

#include "systick.h"
#include "stm32f4xx_systick.h"
#include "stm32f4xx.h"
#include "misc.h"

void SysTick_Init(void)
{
SysTick_CounterCmd(DISABLE);
      SysTick_ITConfig(DISABLE);
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
}

void delay_ms(uint32_t msnum)
{
      delay_time=msnum;
      SysTick_SetReload(22500);
      SysTick_ITConfig(ENABLE);
      SysTick_CounterCmd(ENABLE);
while(delay_time!=0);
      SysTick_CounterCmd(DISABLE);
      SysTick_ITConfig(DISABLE);
}

void SysTick_Handler(void)
{
      delay_time--;
}

这个给你参考一下

只看该作者 · 2014-3-5 20:25

wyjben 发表于 2014-3-5 20:17
#include "systick.h"
#include "stm32f4xx_systick.h"
#include "stm32f4xx.h"

感谢大侠啊，
我刚学STM，看不怎么懂啊。能否加点注释。。。。。

只看该作者 · 2014-3-6 09:00

SysTick定时器

NVIC中，捆绑着一个SysTick定时器，它是一个24位的倒数计数定时器，当计到0时，将从RELOAD寄存器中自动重装载定时初值并继续计数，同时内部的 COUNTFLAG 标志会置位，触发中断 (如果中断使能情况下)。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除，就用不停息。Cortex-M3允许为SysTick提供2个时钟源以供选择，第一个是内核的“自由运行时钟”FCLK，“自由”表现在它不是来自系统时钟HCLK，因此在系统时钟停止时，FCLK也能继续运行。第2个是一个外部的参考时钟，但是使用外部时钟时，因为它在内部是通过FCLK来采样的，因此其周期必须至少是FCLK的两倍（采样定理）。

下面介绍一下STM32中的SysTick，它属于NVIC控制部分，一共有4个寄存器：

STK_CSR，       0xE000E010：          控制寄存器

STK_LOAD，    0xE000E014：          重载寄存器

STK_VAL，       0xE000E018：          当前值寄存器

STK_CALRB，    0xE000E01C：          校准值寄存器

首先看STK_CSR控制寄存器，有4个bit具有意义：

第0位：ENABLE，SysTick使能位（0：关闭SysTick功能，1：开启SysTick功能）；

第1位：TICKINT，SysTick中断使能位（0：关闭SysTick中断，1：开启SysTick中断）；

第2位：CLKSOURCE，SysTick时钟选择（0：使用HCLK/8作为时钟源，1：使用HCLK）；

第3为：COUNTFLAG，SysTick计数比较标志，如果在上次读取本寄存器后，SysTick已经数到0了，则该位为1，如果读取该位，该位自动清零。

STK_LOAD重载寄存器：

Systick是一个递减的定时器，当定时器递减至0时，重载寄存器中的值就会被重装载，继续开始递减。STK_LOAD  重载寄存器是个24位的寄存器最大计数0xFFFFFF。

STK_VAL当前值寄存器：

也是个24位的寄存器，读取时返回当前倒计数的值，写它则使之清零，同时还会清除在SysTick 控制及状态寄存器中的COUNTFLAG 标志。

STK_CALRB校准值寄存器：

其中包含着一个TENMS位段，具体信息不详。暂时用不到。

在MDK开发环境中，我们不必要非得去操作每一个寄存器，可以通过调用ST函数库中的函数来进行相关的操作，其步骤如下：

（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NVIC_SystemHandlerPriorityConfig()       设置SysTick定时器中断优先级

（6）    调用SysTick_ITConfig()                   使能SysTick中断

（7）    在stm32f10x_it.c中SysTickHandler()下写中断服务函数。

（8）    在需要的时候调用SysTick_CounterCmd()       开启SysTick计数器