2021年10月18日 | stm32专题九：SysTick（一）系统嘀嗒定时器原理

SysTick是存在于stm32内核的定时器，嵌套在NVIC中，24位，只能递减。在stm32中文参考手册中，对于SysTick的描述其实很少，主要如下。systick的时钟可以为AHB时钟，或者是AHB时钟8分频=9M。而校准值固定为9000，也就是说，当时钟频率为9M时，9000的固定值对应1ms时间基准，9000 000对应1s时间。

在core-CM3编程手册中，有配置systick的寄存器描述。

SysTick控制和状态寄存器STK_CTRL

位描述：

COUNTFLAG：如果上一次计数到0，则返回1，为计数标志。

CLKSOURCE：选择时钟源，为0时即为AHB时钟8分频，为1时直接就等于AHB总线时钟。

TICKINT：SysTick异常请求使能，该位为1则计数值减到0时发起系统异常请求，为0时不响应。

ENABLE：该位为1时，计数值从重装载值寄存器开始往下递减，当减到0，会设置COUNTFLAG标志位为1，并根据TICKINT的值来选择是否发起系统异常请求，然后重新装初始值，开始计数。

STK_LOAD重装载值寄存器，设置计数初值。值得注意的是，SysTick是减到0，一次完整的计数过程是0 - 99 - 98 -... -0共100个数，这是循环计数过程。因此，如果我们希望的计数值为N，实际上要写入到LOAD寄存器的值必须为N-1，这个非常重要。

另外，如果是希望计数只触发一次，则填入的值还是N，因为少了一个0-N的一次记数，这些都有寄存器描述，最常用的循环计数还是初始值为N-1

还有一个当前计数值寄存器，该寄存器一旦写入就会将当前寄存器的所有位清零，并还会把CPUNTFLAG标志位清0，所以我们不要鬼这个寄存器进行写入操作。

野火给出的框图如下，也是在说明上述意义。

SysTick定时时间的计算：

时间t   单词执行的时间，和reload CLK有关；

CLK  9M或72M，由CTRL寄存器配置；

reload值，24位，用户配置；

所以就有下面的配置：

t = reload * (1 / CLK)

CLK = 72M时，t = (72) * (1 / 72M) = 1us，此时reload = 72

CLK = 72M时，t = (72000) * (1 / 72M) = 1ms，此时reload = 72000

注意，这是单次计数，所以reload = N，就是从N到0，实际上计数N次。而循环计数时，reload要设置为N-1，因为从N-1到0计数N-1次，再从0到N-1计数一次，这才是一个完整的循环周期。

如果产生中断的延时是微妙级别，那么系统会频繁的进入中断，很多事情就做不了了，与系统的时间相冲突，因此意义不大，通常使用的中断都是ms级别。

标准固件库中对SysTick有非常详细的描述

这个时初始化结构体

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;

然后看系统默认对SysTick的配置，这里有几个值得注意的地方，1 输入嘀嗒数不能超过2^24；2 嘀嗒数就是要定时的数N，因为代码里自动实现了N-1；默认将时钟配置为AHB时钟72M；默认中断优先级位最低优先级15。

/**

 * @brief  Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.

 *

 * @param   ticks   number of ticks between two interrupts

 * @return  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 */

  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */

  // 设置SysTick 中断优先级，默认为最低的优先级(1 << 4) - 1 = 16 - 1 = 15

  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */

  SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */

  // 这里的SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk = 1 << 2，默认会将时钟配置为AHB时钟源72M

  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | 

                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   | 

                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */

  return (0);                                                  /* Function successful */

}

固件库设置中断优先级的标准函数，首先判断中断标号<0（内核）还是>=0（外设），如果是外设的中断非常简单，直接设置IP寄存器的高4位（priority << 4），如果是内核的中断，不是设置NVIC_IP寄存器，而是设置SCB_SHPR寄存器。

/**

 * @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  */

}

当SysTick和外设同时产生中断时，根据4位数的数值大小来解析中断优先级的高低。