SysTick定时器和delay延迟函数

时间:2021-10-12 23:44:10

一,什么是Systick定时器

  Systick定时器也叫滴答定时器,是内核级别的24位倒计数简单定时器,常用做延迟和系统心跳时钟(如:UCOS)
  优点:节省MCU资源,不需要浪费一个定时器,只要不清除Systick使能位,就不会停止,即使在睡眠模式下也能工作
  捆绑在NVIC中断优先级管理,能产生Systick异常(中断),可设置中断优先级


二,Systick相关寄存器

  CTRL: Systick控制和状态寄存器
  LOAD: Systick重装载寄存器
  VAL: Systick当前值寄存器
  CALIB: Systick校准值寄存器
  定时器工作方式:
  每经过一个Systick时钟周期,VAL寄存器值-1,当VAL=0,LOAD寄存器中的重装载值赋值给VAL寄存器作为初值….


 1,CTRL-控制和状态寄存器

  SysTick定时器和delay延迟函数
  CLKCOURCE-时钟源
   0:外部时钟源HCLK(AHB总线时钟)/8 72M/8 = 9M
   1:内核时钟(HCLK) 72M
  配置函数:

    SysTick_CLKSourceConfig();

 2,LOAD-Systick重装载寄存器

  SysTick定时器和delay延迟函数


 3,VAL-Systick当前值寄存器

  SysTick定时器和delay延迟函数
  每经过一个Systick时钟周期,VAL寄存器值-1
  读取寄存器:返回当前VAL值
  写寄存器:清零VAL值,还会使CTRL中COUNTFLAG位清零


 4,CALIB-Systick校准值寄存器

  SysTick定时器和delay延迟函数


三,SysTick函数

 固件库SysTick相关函数

SysTick_CLKSourceConfig()          //Systick选择时钟源(FWLIB-misc.c文件中)
SysTick_Config(uint32_t ticks) //初始化Systick(CORE-core_cm3.h文件中)

 Systick中断服务函数:

void SysTick_Handler(void);

1,SysTick_CLKSourceConfig()分析:

在FWLIB-misc.c中找到SysTick_CLKSourceConfig()函数源码:

/**
* @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; //内部时钟72M
}
else
{
SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8; //外部时钟 72/8=9M
}
}

 功能:配置SysTick->CTRL寄存器


 在core_cm3.h中找到SysTick结构体定义:

#define SysTick_BASE (SCS_BASE + 0x0010) /* SysTick Base Address */

#define SysTick ((SysTick_Type *) SysTick_BASE) /* SysTick configuration struct */

/** @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;

 SysTick_CLKSourceConfig参数的两种情况:

/** @defgroup SysTick_clock_source
* @{
*/


#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)
#define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)
#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \
((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))

两种时钟源 :
  SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 外部时钟 72/8=9M
  SysTick_CLKSource_HCLK 内部时钟 HCLK=72M


2,SysTick_Config(uint32_t ticks)分析

core_cm3.h中找到SysTick_Config函数源码:

/**
* @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); //ticks参数有效性检查

SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; //设置重装载值
//-1:装载时消耗掉一个Systick时钟周期

NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); //配置NVIC

SysTick->VAL = 0; //初始化VAL=0,使能Systick后立刻进入重装载
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | //选择时钟源
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | //开启Systick中断
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //使能Systick定时器
return (0); /* Function successful */
}

#endif

作用:使能Systick定时器,开启SysTick中断,配置中断时间间隔
参数ticks:设置多少个Systick时钟周期产生一次中断


四,SysTick实现延时函数

1,延时函数初始化

static u8  fac_us=0;           //延时微秒的频率
static u16 fac_ms=0; //延时毫秒的频率

void delay_init()
{
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //选择时钟源-外部时钟-HCLK/8
fac_us=SystemCoreClock/8000000; // 72/8 延时1微秒9个时钟周期
fac_ms=(u16)fac_us*1000; // 延时1毫秒9000个Cystic时钟周期
}

2,微秒延时函数

/**
* nus : 延时多少微秒
**/

void delay_us(u32 nus)
{
u32 temp;
//nus*fac_us值最大不能超过SysTick->LOAD(24位)-1
SysTick->LOAD=nus*fac_us; // 设置重载值:n(us)*延时1us需要多少个SysTick时钟周期
SysTick->VAL=0x00; // VAL初始化为0
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; // 使能SysTick定时器
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); // 等待计数时间到达(位16)
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 关闭使能
SysTick->VAL =0X00; // 重置VAL
}

3,毫秒延时函数

/**
* nms : 延时多少毫秒
**/

void delay_ms(u16 nms)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;
SysTick->VAL =0x00;
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
SysTick->VAL =0X00;
}