2019年01月09日 | STM32学习笔记一一SysTick

1.简介

SysTick 定时器被捆绑在 NVIC 中，用于产生 SysTick 异常（异常号：15）。在以前，操作系统和有所有使用了时基的系统，都必须要一个硬件定时器来产生需要的“滴答”中断，作为整个系统的时基。滴答中断对操作系统尤其重要。例如，操作系统可以为多个任务许以不同数目的时间片，确保没有一个任务能霸占系统；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。

Cortex-M3 在内核部分 包含了一个简单的定时器——SysTick timer。SysTick定时器的时钟源可以是内部时钟（FCLK， CM3 上的自由运行时钟），或者是外部时钟（CM3 处理器上的 STCLK 信号）。不过， STCLK 的具体来源则由芯片设计者决定，因此不同产品之间的时钟频率可能会大不相同。因此，需要阅读芯片的使用手册来确定选择什么作为时钟源。在 STM32 中 SysTick 以 HCLK(AHB 时钟)或 HCLK/8 作为运行时钟。 

ysTick 定时器能产生中断， CM3 为它专门开出一个异常类型。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。

2.SysTick timer工作原理

SysTick 是一个 24 位的定时器，即一次最多可以计数 2^24 个时钟脉冲，这个脉冲计数值被保存到 当前计数值寄存器 STK_VAL (SysTick current valueregister) 中，只能向下计数，每接收到一个时钟脉冲 STK_VAL 的值就向下减1，直至 0，当 STK_VAL 的值被减至 0 时，由硬件自动把重载寄存器STK_LOAD（SysTick reload value register） 中保存的数据加载到 STK_VAL，重新向下计数。当 STK_VAL 的值被计数至 0 时，触发异常，就可以在中断服务函数中处理定时事件了。

3.SysTick timer寄存器

SysTick—系统定时有4个寄存器，简要介绍如下。在使用SysTick产生定时的时候，只需要配置前三个寄存器，最后一个校准寄存器不需要使用。

要使 SysTick 进行以上工作必须要进行 SysTick 进行配置。它的控制只有三个控制位和一个标志位，都位于寄存器 STK_CTRL（SysTick control and status register ） 中，

寄存器位作用

Bit0ENABLE:SysTick timer 的使能位，此位为 1 的时候使能 SysTick timer，此位为 0 的时候关闭 SysTick timer

Bit1TICKINT:为此位为 1 并且 STK_VAL 计数至 0 时会触发SysTick 异常，此位被配置为 0 的时候不触发异常

Bit2CLKSOURCE:为 SysTick 的时钟选择位，此位为 1 的时候 SysTick 的时钟为 AHB 时钟，此位为 0 的时候 SysTick 时钟为 AHB/8（AHB 的八分频）

Bit16COUNTFLAG为计数为 0 标志位，若 STK_VAL 计数至 0，此标志位会被置 1

4.SysTick timer配置

SysTick timer 理论上它的最小计时单位为AHB 的时钟周期，即 1/72000000 秒， 72 分之一的微秒。

4.1 定时时间的计算：

重装载计数器的参数为： SystemCoreClock / 1000000 ， SystemCoreClock 为定义了系统时钟（SYSCLK）频率的宏，即等于 AHB (72M) 的时钟频率， 这个 SystemCoreClock 宏展开为数值 7200 0000。输入参数为 SysTick 将要计的脉冲数，经过 ticks 个脉冲(经过 ticks 个时钟周期)后将触发中断，触发中断后又重新开始计数。

ticks：重装载寄存器 LOAD 的赋值；

1/f：SysTick timer 使用的时钟源的时钟周期， f 为该时钟源（72 or 72 / 8）的时钟频率，当时钟源确定后为常数。

定时1us ：tibks = 72000000 / 1000000，表示 72 个周期中断一次，所以定时时间 T = 72 * （1/72）= 1us。

SysTick 定时器的定时时间(配置为触发中断，即为中断周期)，由 ticks 参数决定，最大定时周期不能超过 2^24个。

5.软件实现

#include "systick.h"

u32 systick;

//系统滴答初始化

void SysTick_Init(void)

{

    SysTick->LOAD = (uint32_t)(SystemCoreClock/1000000-1UL);    //72M时钟,一次1us

    SysTick->VAL = 0UL;

    SysTick-> CTRL = SysTick_CTRL_ENABLE_Msk  | //使能

                     SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | //触发异常

                     SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk;    //时钟源选择

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭滴答定时器

}

void delay_us(u32 time)

{

    (systick) = time;

    SysTick->VAL = 0;

    SysTick-> CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

    while((systick));

    SysTick-> CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

}

void delay_ms(u32 time)

{

    (systick) = time * 1000;

    SysTick->VAL = 0;

    SysTick-> CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

    while((systick));

    SysTick-> CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

}

//滴答中断

void SysTick_Handler(void)

{

    while(systick)

        (systick)--;

}

调用了 delay_us() 函数， SysTick 定时器就被开启，按照设定好的定时周期递减计数， SysTick 的计数寄存器里面的值减为 0 时，就进入中断函数，当中断函数执行完毕之后由重新计时，如此循环，除非它被关闭。