1. /* SysTick滴答定时器
   
2. 一、功能
   
3. SysTick定时器是一个简单的定时器，CM3\CM4内核芯片都具备此定时器。SysTick定时器常用来做延时，采用实时系统时则用来做系统时钟。无论用作延时还是用作系统心跳时钟，不需要太复杂的功能，SysTick即可胜任。
   
4. 二、实现原理
   
5. SysTick定时器是一个24位的倒计数，当倒计数为0时，将从RELOAD寄存器中取值作为定时器的初始值，同时可以选择在这个时候产生中断(异常号:15)。
   
6. 例如从RELOAD的值为999，那么当倒计数为0时，就会从复位为999继续倒计数。
   
7.         只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清楚，就永不停息，即使在睡眠模式下也能继续工作。
   
8. 三、SysTick寄存器(在 core_cm3.h 有定义，凡是 M3 内核的单片机都是一样的) */
   
9. #define SysTick             ((SysTick_Type *)       SysTick_BASE)
   
10. #define SysTick_BASE        (SCS_BASE +  0x0010)
    
11. #define SCS_BASE            (0xE000E000)
    
12. typedef struct
    
13. {
    
14.     __IO uint32_t CTRL;  // 控制及状态寄存器
    
15.     __IO uint32_t LOAD;   // 重装载数值寄存器
    
16.     __IO uint32_t VAL; // 当前计数数值寄存器
    
17.     __I  uint32_t CALIB;  // 校准寄存器
    
18. } SysTick_Type;
    
19. /*
    
20. SysTick->CTRL: (可通过 SysTick_CLKSourceConfig() 函数设置)
    
21. COUNTFLAG(16)R: 计数标志位
    
22. 当SysTick数到0，则该位被硬件置 1，当读取该位时，将被硬件清零
    
23. 
    
24. CLKSOURCE(2)R/W: 时钟源设置
    
25. 1 = 外部时钟源(STCLK) (AHB总线时钟的1/8(HCLK/8))
    
26. 0 = 内核时钟(FCLK)  (AHB总线时钟的频率(HCLK))
    
27. 
    
28. TICKINT(1)R/W: 中断使能位
    
29. 1 = SysTick 倒数到0时产生 SysTick 异常请求
    
30. 0 = 数到 0 时无动作
    
31. 
    
32. ENABLE(0)R/W: SysTick 定时器使能位
    
33. (当中断被使能后，需要关注 void SysTick_Handler(void) 函数)
    
34. SysTick_Type->LOAD: (SysTick_Config() 函数会设置该寄存器)
    
35. 
    
36. RELOAD(23:0)R/W: 重装载数值寄存器
    
37. 当SysTick数到0，将被重装载的值
    
38. 
    
39. SysTick_Type->VAL: (SysTick_Config() 函数会设置该寄存器)
    
40. CURRENT(23:0)R/Wc: 当前计数数值寄存器
    
41. 读取时返回当前倒计数的值，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。
    
42. 
    
43. 四、库函数分析
    
44. misc.c
    
45. ---------------------------------------------------------------------------------- */
    
46. #define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8    ((uint32_t)0xFFFFFFFB)
    
47. #define SysTick_CLKSource_HCLK         ((uint32_t)0x00000004)
    
48. #define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \
    
49. ((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))
    
50. void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
    
51. {
    
52.     /* Check the parameters */
    
53.     assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));
    
54.     if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK)
    
55.     {
    
56.         SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK; // 设置 CLKSOURCE 为 1
    
57.     }
    
58.     else
    
59.     {
    
60.         SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;      // 设置 CLKSOURCE 为 0
    
61.     }
    
62. }
    
63. 
    
64. core_cm3.c
    
65. ----------------------------------------------------------------------------------
    
66. #define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos             0
    
67. #define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)
    
68. typedef enum IRQn
    
69. {
    
70. //...
    
71.     SysTick_IRQn                = -1,
    
72. //...
    
73. } IRQn_Type;
    
74. #define __NVIC_PRIO_BITS          4
    
75. #define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos          2
    
76. #define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk         (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)
    
77. 
    
78. #define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos            1
    
79. #define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk           (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)
    
80. 
    
81. #define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos             0
    
82. #define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk            (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos)
    
83. 
    
84. static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
    
85. {
    
86.     if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */
    
87.     // 设置计数值为 ticks - 1
    
88.     // 原因1：视频说是执行这些代码需要时间，所以减少一个节拍
    
89.     // 原因2：我认为是因为 SysTick 的倒计数到 0，例如设置 1000 ，那么范围就应该是 999 ~ 0。
    
90.     SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;
    
91.     // 设置中断优先级
    
92.     NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);
    
93.     SysTick->VAL   = 0;
    
94.     // 设置时钟源为外部时钟源，同时开启中断、并使能 SysTick 定时器
    
95.     SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
    
96.                      SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |
    
97.                      SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    
98.     return (0);
    
99. }
    
100. /* 五、延时应用
     
101. 1、中断方式 */
     
102. static __IO uint32_t TimingDelay;
     
103. void Delay(__IO uint32_t nTime)
     
104. {
     
105.     TimingDelay = nTime;
     
106.     while(TimingDelay != 0);
     
107. }
     
108. /* 中断服务函数 */
     
109. void SysTick_Handler(void)
     
110. {
     
111.     if (TimingDelay != 0x00)
     
112.     {
     
113.         TimingDelay--;
     
114.     }
     
115. }
     
116. int main(void)
     
117. {
     
118. // ...
     
119.     if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) // 注意，这里systick时钟为HCLK，中断时间间隔1ms
     
120.     {
     
121.         while (1);
     
122.     }
     
123.     while(1)
     
124.     {
     
125.         Delay(200);//2ms
     
126. // ...
     
127.     }
     
128. }
     
129. /* SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000): (原代码这里假设是采用时钟源为 HCLK)
     
130. 这里设置的是 72000000Hz / 1000 = 72000 ticks，也就是说 SysTick 从 (72000-1) 开始倒数。
     
131. 每倒数完 72000 个节拍就触发一次中断。
     
132. 一个节拍的时间为：72000000 / 72000 = 1000us == 1ms
     
133. SysTick_Config((SystemCoreClock / 8000000) * 1000 * 1):
     
134. SysTick_Config() 会设置时钟源为 HCLK/8 所以实际应用中不能按照上述代码的参数。
     
135. SystemCoreClock / 8000000: 1us 的节拍数
     
136. 1us的节拍数 * 1000: 则为 1ms 的节拍数
     
137. 1ms 的节拍数 * 1: 设置 1ms 一个SysTick中断，即从 ((SystemCoreClock / 8000000) * 1000 * 1) - 1 开始倒数。
     
138. 2、轮询方式 */
     
139. static u8  fac_us=0; //us延时倍乘数
     
140. static u16 fac_ms=0; //ms延时倍乘数
     
141. void delay_init()
     
142. {
     
143.     SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //选择外部时钟  HCLK/8
     
144.     fac_us = SystemCoreClock/8000000;         // 为系统时钟的1/8  1us = 72000000 / 8000000 =  9 个节拍
     
145.     fac_ms = (u16)fac_us*1000; // 1ms 需要 9 * 1000 = 9000 个节拍
     
146. }
     
147. //延时 nus 微秒
     
148. void delay_us(u32 nus)
     
149. {
     
150.     u32 temp;
     
151.     SysTick->LOAD=nus*fac_us;  //时间加载
     
152.     SysTick->VAL=0x00;          //清空计数器
     
153.     SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;                //开始倒数
     
154.     do
     
155.     {
     
156.         temp=SysTick->CTRL;
     
157.     }
     
158.     while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));  //等待时间到达
     
159.     SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭计数器
     
160.     SysTick->VAL =0X00;                     //清空计数器
     
161. }
     
162. //延时nms
     
163. //注意nms的范围
     
164. //SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
     
165. //nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
     
166. //SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
     
167. //对72M条件下,nms<=1864
     
168. void delay_ms(u16 nms)
     
169. {
     
170.     u32 temp;
     
171.     SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;   //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
     
172.     SysTick->VAL =0x00;                       //清空计数器
     
173.     SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;  //开始倒数
     
174.     do
     
175.     {
     
176.         temp=SysTick->CTRL;
     
177.         //等待时间到达，这里使用了一个小技巧，通过(temp&0x01)检查 SysTick 的使能位，避免 Systick 定时器被关闭而导致无限循环
     
178.     }
     
179.     while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));
     
180.     SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器
     
181.     SysTick->VAL =0X00;                      //清空计数器
     
182. }

复制代码

SYSTick 定时器
CM3 内核的处理器，内部包含了一个 SysTick 定时器，（SysTick 的时钟源自HCLK的8分频，8个系统时钟周期systick跳一个，即8*1/72M=1/9 us）SysTick是一个24位的倒计数定时器，当计到0时，将从RELOAD寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息。
利用 STM32 的内部 SysTick 来实现延时的，这样既不占用中断，也不占用系统定时器。因为在 ucos 下 systic 不能再被随意更改，如果我们还想利用 systick 来做 delay_us 或者delay_ms 的延时，就必须想点办法了，这里我们利用的是时钟摘取法。以 delay_us 为例，比如delay_us （50），在刚进入 delay_us 的时候先计算好这段延时需要等待的 systick 计数次数，这里为 50*9 （假设系统时钟为 72Mhz，那么 systick 每增加 1，就是 1/9us） ，然后我们就一直统计systick的计数变化，直到这个值变化了50*9，一旦检测到变化达到或者超过这个值，就说明延时50us时间到了。———实质上就是不改变systick基本单位时长，以基本单位时长为基本元做多次到达摘取。