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;
}
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