什么是SYSTICK:
这是一个24位的系统节拍定时器system tick timer,SysTick,具有自动重载和溢出中断功能,所有基于Cortex_M3处理器的微控制器都可以由这个定时器获得一定的时间间隔。 作用: 在单任务引用程序中,因为其架构就决定了它执行任务的串行性,这就引出一个问题:当某个任务出现问题时,就会牵连到后续的任务,进而导致整个系统崩溃。要解决这个问题,可以使用实时操作系统(RTOS). 因为RTOS以并行的架构处理任务,单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于RTOS来设计自己的应用程序。这样SYSTICK存在的意义就是提供必要的时钟节拍,为RTOS的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。 微控制器的定时器资源一般比较丰富,比如STM32存在8个定时器,为啥还要再提供一个SYSTICK?原因就是所有基于ARM Cortex_M3内核的控制器都带有SysTick定时器,这样就方便了程序在不同的器件之间的移植。而使用RTOS的第一项工作往往就是将其移植到开发人员的硬件平台上,由于SYSTICK的存在无疑降低了移植的难度。
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。 要注意的是,当处理器在调试期间被喊停(halt)时,则SysTick定时器亦将暂停运作。
时钟的选择: 用户可以在位于Cortex_M3处理器系统控制单元中的系统节拍定时器控制和状态寄存器(SysTick control and status register ,SCSR)选择systick 时钟源。如将SCSR中的CLKSOURCE位置位,SysTick会在CPU频率下运行;而将CLKSOUCE位清除则SysTick会以CPU主频的1/8频率运行。 3.5版本的库函数与以往的有所区别 不存在stm32f10x_systick.c文件,故原来的一些函数也不存在,比如SysTick_SetReload(u32 reload);SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState);等
在3.5版本的库函数中与systick相关的函数只有两个 第一个,SysTick_Config(uint32_t ticks),在core_cm3.h头文件中进行定义的。 第二个,void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource),在misc.c文件中定义的。
SysTick_Config(uint32_t ticks),在core_cm3.h 主要的作用: 1、初始化systick 2、打开systick 3、打开systick的中断并设置优先级 4、返回一个0代表成功或1代表失败 注意: Uint32_t ticks 即为重装值, 这个函数默认使用的时钟源是AHB,即不分频。 要想分频,调用void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource), 但是要注意函数调用的次序,先SysTick_Config(uint32_t ticks), 后SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
函数说明:
- <span style="background-color: White;"><font color="Black">/**
- * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.
- *
- * @param ticks number of ticks between two interrupts
- * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url] 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 */重装载值必须小于0XFF FFFF,为什么,这是一个24位的递减计数器。
- SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;
- /* set reload register */设置重装载值,SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定义见后面
- NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);
- /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
- SysTick->VAL = 0;
- /* Load the SysTick Counter Value */
- SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
- SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
- SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
- /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
- return (0);
- /* Function successful */
- }
- #endif
- 与systick相关的寄存器定义
- /** @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;
- 与systick寄存器相关的寄存器及位的定义
- /* SysTick Control / Status Register Definitions */控制/状态寄存器
- #define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos 16 /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
- #define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk (1ul << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)
- /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */ 溢出标志位
- #define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2 /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
- #define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)
- /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */时钟源选择位,0=外部时钟;1=内核时钟
- #define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos 1 /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */
- #define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)
- /*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */异常请求位
- #define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos 0 /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */
- #define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos)
- /*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask */使能位
- /* SysTick Reload Register Definitions */
- #define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos 0 /*!< SysTick LOAD: RELOAD Position */
- #define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)
- /*!< SysTick LOAD: RELOAD Mask */
- /* SysTick Current Register Definitions */
- #define SysTick_VAL_CURRENT_Pos 0 /*!< SysTick VAL: CURRENT Position */
- #define SysTick_VAL_CURRENT_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos)
- /*!< SysTick VAL: CURRENT Mask */
- /* SysTick Calibration Register Definitions */
- #define SysTick_CALIB_NOREF_Pos 31 /*!< SysTick CALIB: NOREF Position */
- #define SysTick_CALIB_NOREF_Msk (1ul << SysTick_CALIB_NOREF_Pos)
- /*!< SysTick CALIB: NOREF Mask */
- #define SysTick_CALIB_SKEW_Pos 30 /*!< SysTick CALIB: SKEW Position */
- #define SysTick_CALIB_SKEW_Msk (1ul << SysTick_CALIB_SKEW_Pos)
- /*!< SysTick CALIB: SKEW Mask */
- #define SysTick_CALIB_TENMS_Pos 0 /*!< SysTick CALIB: TENMS Position */
- #define SysTick_CALIB_TENMS_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos) /*!< SysTick CALIB: TENMS Mask */
- /*@}*/ /* end of group CMSIS_CM3_SysTick */</font></span>
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与systick相关的寄存器的说明
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource) 作用: 选择systick的时钟源,AHB时钟或AHB的8分频 默认使用的是AHB时钟,即72MHz
函数说明:
- <span style="background-color: White;"><font color="Black">/**
- * @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;
- }
- else
- {
- SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;
- }
- }
- Systick时钟源的定义:
- /** @defgroup SysTick_clock_source
- * @{
- */
- #define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)//将控制状态寄存器的第二位置0,即用外部时钟源
- #define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)//将控制状态寄存器的第二位置1,即用内核时钟
- #define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \
- ((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))</font></span>
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Systick定时时间的设定:
重装载值=systick 时钟频率(Hz)X想要的定时时间(S) 如:时钟频率为:AHB的8分频;AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz;要定时1秒,则 重装载值=9000000X1=9000000; 定时10毫秒 重状态值=9000000X0.01=90000 Systick的中断处理函数, 在startup_stm32f10x_hd.s启动文件中有定义。 DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler 根据需要直接编写中断处理函数即可: Void SysTick_Handler (void) { ;} 注意: 如果在工程中,加入了stm32f10x_it.c,而又在主函数中编写中断函数,则会报错。
因为在stm32f10x_it.c文件中,也有这个中断函数的声明,只是内容是空的。
- <span style="background-color: White;"><font color="Black">/**
- * @brief This function handles SysTick Handler.
- * @param None
- * @retval None
- */
- void SysTick_Handler(void)
- {
- }</font></span>
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中断优先级的修改 在调用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后,调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。这个函数在core_cm3.h头文件中。 具体内容如下:
- <span style="background-color: White;"><font color="Black">/**
- * @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 */
- }</font></span>
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下面以一个实例来说明: 利用systick来实现以1秒的时间间隔,闪亮一个LED指示灯,指示灯接在GPIOA.8,低电平点亮。
- <span style="background-color: White;"><font color="Black">#include "stm32f10x.h"
- //函数声明
- void GPIO_Configuration(void);//设置GPIOA.8端口
- u32 t;//定义一个全局变量
- int main(void)
- {
- // SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
- SysTick_Config(9000000);
- SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
- GPIO_Configuration();
- while(1);
- }
- //GPIOA.8设置函数
- void GPIO_Configuration(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义一个端口初始化结构体
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//打开GPIOA口时钟
- GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//设置为推挽输出
- GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置输出频率50M
- GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//指定第8脚
- GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA.8
- GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);//置高GPIOA.8,关闭LED
- }
- //systick中断函数
- void SysTick_Handler(void)
- {
- t++;
- if(t>=1)
- {
- if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==1)
- {GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}
- }
- if(t>=2)
- {
- if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0)
- {GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}
- t=0;
- }
- }</font></span>
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模拟后的结果 1、8分频后结果
2、直接调用SysTick_Config(9000000);即不分频的结果,间隔为1/8=0.125s
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1、要使用systick定时器,只需调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数即可,
自动完成了,重装载值的装载,时钟源选择,计数寄存器复位,中断优先级的设置(最低),开中断,开始计数的工作。
2、要修改时钟源调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)。
3、要修改中断优先级调用
void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
应用说明:
1、因systick是一个24位的定时器,故重装值最大值为2的24次方=16 777 215,
要注意不要超出这个值。
2、systick是cortex_m3的标配,不是外设。故不需要在RCC寄存器组打开他的时钟。
3、每次systick溢出后会置位计数标志位和中断标志位,计数标志位在计数器重装载后被清除,而中断标志位也会随着中断服务程序的响应被清除,所以这两个标志位都不需要手动清除。
4、采用使用库函数的方法,只能采用中断的方法响应定时器计时时间到,如要采用查询的方法,那只能采用设置systick的寄存器的方法,具体操作以后再做分析。