本帖最后由 kkhkbb 于 2018-3-19 09:11 编辑
$ ^% C4 }' B1 E' t2 O' _7 H% W1 t. H$ h; L
一、 概述 1、 时钟系统简介 (1)STM32时钟源分以下五类: - 高速内部时钟(HSI):RC振荡器,精度不高。
- 高速外部时钟(HSE):可接石英/陶瓷谐振器或者接外部时钟源。
- 低速内部时钟(LSI):RC振荡器,提供低功耗时钟。应用如WDG。
- 低速外部时钟(LSE):接外部低频率石英晶体。应用如RTC。
- 常闭不带复位:锁相环倍环输出(PLL):其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频倍数可调,但是其最大输出频率受限数值因芯片型号而异。9 K$ j) p7 E, v. e$ C: \% e
(2)系统时钟SYSCLK可来源于:HSI振荡器时钟、HSE振荡器时钟、PLL时钟。 2、SYTICK简介 在STM32中,SysTick是内核CM4中的一个24位的递减计数器,也称系统嘀答定时器。SysTick的最大使命,就是定期地产生异常请求,作为系统的时基。操作系统需要这种“滴答”来推动任务和时间的管理。 SysTick在设定初值并开启后,每经一个系统时钟周期,计数值减1,计数到0时,将从重载寄存器中自动重新装载定时初值并继续计数,同时内部的COUNTFLAG标志位置1,触发中断(中断允许情况下),中断响应属于NVIC异常,异常号为15,Systick中断优先级可设置。 3、SYTICK寄存器控制 STM32内部有4个寄存器控制SysTick定时器。分别为:控制寄存器STK_CSR、重载寄存器STK_LOAD、当前值寄存器STK_VAL和校准值寄存器STK_CALRB。下面分别对这4个寄存器做详细介绍。 (1)控制寄存器STK_CSR(地址:0xE000E010) 控制寄存器STK_CSR中有4个bit具有意义,其内容如图4_0、表4_0所示:
9 h0 G5 C# t; O1 U; p& V. B1 f$ J
图4_0 控制寄存器STK_CSR的格式 ENABLE(位0) | Systick使能位。 0:关闭Systick功能; 1:开启Systick功能。 | TICKINT(位1) | Systick中断使能位。 0:关闭Systick中断; 1:开启Systick中断,systick倒数到零时产生systick异常中断。 | CLKSOURCE(位2) | Systick时钟源选择位。 0:使用HCLK/8作为Systick时钟(外部时钟); 1:使用HCLK作为Systick时钟(内核时钟)。 | COUNTFLAG(位16) | Systick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick已经数到了0,则该位为1。如果读取该位,该位将自动清零。 | 表4_0 控制寄存器STK_CSR的格式6 J/ K) J. a9 J5 F) E6 \: O
(2)重载寄存器STK_LOAD(地址:0xE000E014) 图4_1 重载寄存器STK_LOAD的格式 重载寄存器STK_LOAD为24位的寄存器(0:23有效),最大计数0xFFFFFF。SysTick定时器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重新装载,继续开始递减计数。 (3)当前值寄存器STK_VAL(地址:0xE000E018) 图4_2 当前值寄存器STK_VAL的格式 当前值寄存器STK_VAL为24位的寄存器,读取时返回当前计数的值,写它则使之清零,同时还会清除在SysTick控制及状态寄存器中的COUNTFLAG标志。 (4)校准值寄存器STK_CALRB(地址:0xE000E01C) 图4_3 校准值值寄存器STK_CALRB的格式 NOREF | 0:HCLK可用;8 g) x3 M y$ \+ U( T" v y1 R
1:HCLK不可用。 | SKEW | 0:校准值是准确的10ms;
5 N# v2 W- b! z5 l; U: O1:校准值不是准确的10ms。 | TENMS | 该值是10ms定时的重装值。其值取决于SKEW,它可以是精确的10ms,也可以是接近10ms的值。如果该值为0,则表示无法使用校准功能,这很可能是因为时钟是系统的一个未知输入或者时钟可以动态调节。 |
二、实验原理) M; N$ v; _& a7 h+ _7 J
通过STM32的三个GPIO口驱动三色LED的三个通道;设定GPIO为推挽输出;采用灌电流的方式与LED连接,输出高电平LED灭,输出低电平LED亮。通过系统定时器实现1s定时,每秒变换一次LED颜色。
' A% b" u6 r7 G: N( y' w- l
% s. n9 J) l# U 图4_4 驱动示意图 三、源代码 1.主函数 - /*- m- ~: }. T4 S _: d
- * Name : main
6 { \9 W( |7 a6 S- u, @0 O - * Description : ---
1 R% y% }0 X9 D- P; z6 O - * Author : ysloveivy.
t" _# w9 s7 Q( } - *9 b8 v l: J0 d' u6 z& B% e
- * History
2 w" E5 R1 B6 _" E, I4 n, } - * --------------------
- H3 ~' c) L5 {6 ~: G/ X - * Rev : 0.00
. @1 Q |# p( S& S3 f - * Date : 11/21/2015; p+ X5 c! I% V
- * - Z( g, g2 e. g. W# u1 Q8 _; x: N
- * create.3 F+ B8 R( f$ L' S
- * --------------------
, p+ L- j9 M- N/ Z. _ - */. @9 }) }3 {! r: {% b# s5 X3 u
- int main(void)7 |, k5 O+ ~7 M8 F/ I
- {
6 _- H) `7 T9 {4 ` - static int work_status = 0;
- [. M# a* |+ i' f - led.initialize();
9 H5 Q0 N) y+ d* W: g# d* t7 l - systick.initialize();
% U; O$ c* k$ S5 a7 D4 c - //每隔一秒三色灯进行交替循环闪烁
! B8 @! D" W- Y9 R5 e( z: |- H3 v - while(1){1 l2 K7 A8 Y, D2 a' \/ a& ^
- if(systick.second_flag == 1){ //每隔一秒标志位置1,执行一次
/ ^, n# m' r w - systick.second_flag = 0;# w) g" I0 B) ?' P( G5 }7 s$ J/ T
- work_status += 1;
9 ~" ]( d* D0 A V! F - if(work_status > 2)work_status = 0;
0 H- ~7 A$ g- Z- }% Z - }' W+ S) x6 E Y7 A" W& O
- switch (work_status){1 ?9 A5 ^! a' y
- case 0 :7 L6 _# K5 a0 u9 D8 {# u
- LED_RED_ON;
& ^0 v# }5 a2 Z; Q4 y - LED_GREEN_OFF;" f& I! z6 a' }0 w! `" A: e
- LED_BLUE_OFF;3 [ Z$ T' [! d; \( {6 s( M
- break;4 J- L0 b7 I, S' c$ E, g; n( q
- 1 G" D4 g& P- x4 }
- case 1 :
, z' [- U T' ~& E. h7 m - LED_RED_OFF;
- \" z$ l5 C# C( q1 | - LED_GREEN_ON;
9 k' m3 k6 H9 D: \5 a - LED_BLUE_OFF;: |1 j* `' ]; U8 e- D2 d) n: }1 i1 i
- break;
0 j' I4 N. E Q, _& m- m4 u, \+ z
) P) J7 f9 _" s, J8 W- case 2:/ X$ D% F+ g* ~" O: t6 X. w0 [6 A4 X9 A
- LED_RED_OFF;& z4 m5 }" P: ~1 u
- LED_GREEN_OFF;$ }$ R# [% y4 M4 H& R& u
- LED_BLUE_ON;
- K3 L% ], ^. @8 m! B# `! H - break;
2 T: _1 i# W3 b8 t2 Y
0 O8 ]1 B* Z! Y- default:
复制代码 2.Systick初始化 以下是Systick初始化及中断设置函数,主要实现定标志位的时1s,改变一次标志位,使用LED显色状态变换一次。 - /*6 G4 x* p& q! p, s9 w4 h% x
- * Name : initialize3 F4 t0 F3 ~5 ]3 J
- * Description : ---' C: `; e: e7 X. f M! T$ Q2 o% J
- * Author : ysloveivy.
; |8 b' {- M6 I' z5 t8 x - *$ w b ~: ]2 ~3 |
- * History8 q; {* M% O s) \0 v
- * -------------------' O3 e, ]1 s1 e8 L% j- H- c L7 ~
- * Rev : 0.00
' V' W% ?/ ^4 ^: W7 `1 d2 a - * Date : 11/21/2015- f4 u }1 Q2 K
- * - H0 b' A6 h3 ]
- * create.! D1 _ g2 m+ b# Q
- * -------------------$ E5 B+ u5 G: C: S$ m* ^$ k
- */
& X' [; v% Z" y# ` - static int initialize(void)
2 q9 Z5 o2 E; G3 J3 l! V) Q0 |6 N - {% E2 s# \/ i, @' H
- //定时1ms
0 q6 M* L6 ?8 h1 o! F' d. c - if(SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)){
/ d, h2 r" |: e - while(1);) O1 n; ?- ~$ y$ ?& T- C6 P! @' }8 |
- }4 l" I& u; G4 [% F5 E. V
- return 0;
: f3 R* h: {: b - }
: T3 u0 G: d3 C& r( c7 O - /*
( S4 s: Q3 C# P: [7 q% k1 v - * Name : SysTick_Handler
) H0 R- Q: Y; q1 h9 y - * Description : ---6 W9 [3 s7 s; f, A. b+ x: |, J
- * Author : ysloveivy./ u( a& B4 T9 w; X( z* ]; W# D" Y. T6 ?
- * History2 h2 S, Y5 k; V/ R v5 Y
- * -------------------4 ^ N. Q0 u& B
- * Rev : 0.00
4 R% y( J/ ^# R) O" P2 X( d - * Date : 11/21/2015
. v( }! L9 p; d- I9 w - * # D5 m3 Y1 Y3 }
- * create.
1 ~$ v y2 V/ f - * -------------------5 G/ Y( i6 y3 w2 x5 d$ `
- */* V" C# w* I+ N2 b) V' s! X) W7 N
- void SysTick_Handler(void)
6 c7 Y9 R+ m: ^* W; U - {5 K$ J8 Y$ ]* ~6 o
- static int counter = 0;9 ^+ v5 ^# ~% K8 @4 b- c
- % m% A- M* K# Z, B k9 q7 D. t8 w
- if((counter ++ % 1000) == 0){ //每次中断counter自加1,判断是否整秒. l: ^$ Q$ W: d) z
- systick.second_flag = 1;
5 k' q0 E- E5 F' s F% Y - }
F# t8 V6 o5 M - }
复制代码 3.小知识 在上面有两个重要的函数 1.SysTick_Confing(uint32_t ticks) 该函数的作用是初始化systick,时钟为HCLK(CM3一般为72M,CM4一般为168M),并开启中断。 - __STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)/ J" T( ?+ A" N
- {
. Z$ A, R$ g/ Q1 e: P" b - if ((ticks - 1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) //大于重载寄存器最大值0xFFFFFF
0 ~5 t$ d- H1 B8 `6 [( N - {
& j8 D- r( h$ w% _! t - return (1UL); //重新加载值不可能,返回错误
& @" Y/ c% K( q. ~7 @ - }
: [" \8 j1 ?- }) X9 I' R8 g7 F1 l - SysTick->LOAD = (uint32_t)(ticks - 1UL); //计数范围0到ticks-1 7 w) `$ f: D! a" b7 o
- NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL);. q! I' g) n4 i$ e% v1 O
- //设置优先级
0 E2 q! W. i# d" D1 J$ y( | - SysTick->VAL = 0UL; //当前值初始化为0
' ]4 W5 ]/ j8 ~8 b - //接下来设置控制寄存器,以位与的方式实现三个控制位的设置。
1 I b$ E0 e" Z4 k: b' g9 {3 J - SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | //选择时钟源4 s5 g. x8 Q/ A6 B' Z- Q
- SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | //开启中断
/ x5 |/ E, }6 f; U V7 O; a% } - SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //使能定时器 / V) ~0 V1 d0 X4 l2 A
- return (0UL); //初始化成功返回 . \; X u, j% I- Q3 Q& A) s1 D3 S
- }
复制代码 回头看看程序中的SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)语句,该函数中的SystemCoreClock为时钟频率已在库函数中宏定义。如在iCore3双核心板ARM的HCLK为168M(每秒168M次计数),则程序中SystemCoreClock / 1000即意味每1ms中断一次。 2.void SysTick_Handler(void) 该函数是中断函数,即每次SysTick中断产生时运行一次函数,其在启动文件中已有设置,在驱动文件中使用时无需再次声明。
' T6 N5 [% U' o( ?6 @' g& f z) D$ H; _ 四、 实验现象 iCore3的双核心板上与ARM相连的三色LED(PCB上标示为ARM·LED),红色、绿色、蓝色每秒交替点亮。 五、 代码包下载链接 ! `4 h% r4 \6 f8 b, s1 e& t
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