STM32F1----SysTick

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STMCU小助手发布时间：2021-7-19 13:39

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文章简介:	SysTick定时器初始化流程,定时器中断延时例程,定时器查询延时例程,相关函数和相关补充

1.SysTick定时器初始化流程
<1>调用SysTick_Config()函数完成SysTick定时器初始化。
<2>完成中断服务函数，在中断服务函数中递减定时变量，当定时变量递减到0时即到达定时时间。
<3>封装延时函数以供调用。

2.SysTick定时器中断延时例程

#include "systick.h"
#include "misc.h"
#include "core_cm3.h"
static __IO uint32_t delay_ticks; //__IO == volatile
/*freqency为systick计数周期的分频系数*/
/*freqency一般取值100000，10us中断一次*/
void SysTick_Init(freqency)
{
/* SystemFrequency / 1000 1ms中断一次
* SystemFrequency / 100000 10us中断一次
* SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
*/
//初始化并启动SysTick计数器及其中断。
//1 = failed, 0 = successful
if (SysTick_Config(SystemCoreClock / freqency))
{
/* 捕获到错误,SysTick启动失败 */
while (1);
}
}
/*该函数延时times个1us*/
void delay_us(uint32_t times)
{
delay_ticks = times;
SysTick_Init(1000000);
while(delay_ticks != 0);
SysTick->CTRL = 0x00; //失能SysTick
SysTick->VAL = 0x00; //当前值清零
}
/*该函数延时times个1ms*/
void delay_ms(uint32_t times)
{
delay_ticks = times;
SysTick_Init(1000);
while(delay_ticks != 0);
SysTick->CTRL = 0x00; //失能SysTick
SysTick->VAL = 0x00; //当前值清零
}
/*在中断函数中判断是否到达定时时间*/
void SysTick_Handler(void)
{
if(0 != delay_ticks)
delay_ticks--;
}

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这种延时函数只有在调用延时函数后SysTick才会开始计数，相较于野火那种一开始就完成SysTick初始化，然后一直SysTick一直计数，永不停歇，调用延时函数才阻塞的方式我觉得有以下几个方面的优势。

1：降低MCU功耗，定时器工作毕竟是耗电的。只有在调用中断延时程序时才打开SysTick定时器，函数调用完成后就关闭SysTick定时器
2：提高程序稳定性，野火的方式下SysTick定时器中断一直在发生，只不过没有调用延时函数时，中断里什么也不做。在多任务多中断程序中，这样的延时方式可能会有潜在的风险。
3：降低MCU负担，如果在野火的方式SysTick初始化为1us的中断，那么，每1usMCU就要响应一次SysTick无意义的中断，浪费了大量系统资源。并且频繁的进出中断会让主程序无法进行。
注意：使用这种延时方式在普通情况下是可以的，但是一旦在其他中断中调用此延时函数，便会使程序卡死，比如在按键外部中断中进行按键消抖延时。

void EXTI1_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10);/*此时采用SysTick定时器中断延时就不妙*/
if(key == 0)
{
LED = ~LED;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}

复制代码

原因：触发中断进入延时函数后会死在 while(delay_ticks != 0)这个循环中; 这是因为SysTick_Handler(void) 函数是内核中断，内核将其中断优先级设置为最低，导致在外部中断函数里无法抢占执行，此时延时参数delay_ticks也就无法减小，程序在此处卡死。

解决：此内核中断优先级的设置在core_cm3.h中，比如将优先级设置为0后可以抢占使用，但是需注意调用延时函数的中断的优先级要小于systick所改的优先级，经实验是可行的。

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 */
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /*中断优先级设置为-1，这也是系统默认的设置 */
//NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, 0); //将中断优先级改为0
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 */
}

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3.SysTick定时器查询延时例程
这种方式利用设置Systick时钟的重装载值，然后重装载值倒数完毕后会将SysTick->CTRL的位15置1，对该位进行判断便可知道延时完毕否。这种延时方式无需进入 void SysTick_Handler(void) 中断，在中断中使用也不怕优先级问题了，就不需要改内核文件了。这种方式虽然看起来有点繁琐，但是也不难理解。\

#include "delay.h"
static uint8_t fac_us=0; //us延时倍乘数
static uint16_t fac_ms=0; //ms延时倍乘数
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟频率
void SysTick_Init(u8 SYSCLK)
{
/*此函数来源于misc.c*/
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
fac_us=SYSCLK/8;
fac_ms=(u16)fac_us*1000;
}
/*延时nus*/
void delay_us(u32 nus)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=nus*fac_us; //时间加载
SysTick->VAL=0x00; //清空计数器
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器
SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}
/*延时nms*/
/*注意nms的范围
SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延为:nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms,在72M条件下,nms<=1864 */
void delay_ms(u16 nms)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms; //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
SysTick->VAL =0x00; //清空计数器
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器
SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}

复制代码

4.SysTick相关函数

/*Systick时钟源选择 misc.c文件中*/
@arg ticks
/*也就是两次中断间的计数次数，即两次中断之间有多少个sysTick时钟周期，归根结底也就是规定两次中断的时间间隔。*/
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
/*初始化systick,时钟为HCLK,并开启中断*/
@arg SysTick_CLKSource_HCLK
@arg SysTick_CLKSource_HCLK_Div8
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource) //core_cm3.h/core_cm4.h文件中

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举个例子：假设SysTick定时器的时钟为HCLK即72M，tick为1000，即两次中断之间时间间隔为1ms（此处并非外设定时器的计1000个数，而是定1ms时）。

5.SysTick相关补充

1.Systick 是一个24位数据宽度的倒计数定时器，其计数范围只能到 1677215（2^24），当计数到0时会从RELOAD寄存器中自动重装定时初值。只要不把SysTick的控制及状态寄存器中的使能位清除，计数器就不会停止。
2.SysTick 可以产生中断、设置中断优先级，有专门的中断处理函数SysTick_Handler()。SysTick定时器被捆绑在NVIC中（这也就是为什么SysTick的设置在misc.c文件中），用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。即它从计数初值记到0时可以产生中断。Systick中断的优先级也可以设置。
3.Systick相关的寄存器有4个。