代码收藏家技术教程 2024-10-24

【STM32学习笔记】systick滴答定时器

一.描述

1.Systick定时器，是一个简单的定时器，对于CM3,CM4内核芯片，都有Systick定时器。

2.Systick定时器常用来做延时，或者实时系统的心跳时钟。这样可以节省MCU资源，不用浪费一个定时器。比如UCOS中，分时复用，需要一个最小的时间戳，一般在STM32+UCOS系统中，都采用Systick做UCOS心跳时钟。

3.Systick定时器就是系统滴答定时器，一个24 位的倒计数定时器，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，即使在睡眠模式下也能工作。

二.相关寄存器介绍

1.寄存器CTRL

位0：（使能）ENABLE位。和所有外设一样，在使用之前，都需要将使能位置1，也就是开启Systic定时器，写0则关闭。

位1：TICKINT位。它是和中断相关的位，SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。Systick中断的优先级也可以设置。将这一位置1后，VAL寄存器中的值减到0时就会进入中断。如果写0，VAL寄存器中的值减到0时不会进入中断，会重新开始下一轮的计数。

位2：CLKSOURE位。它是用来选择时钟源的。Systick定时器有俩个时钟源，一个是内部时钟源，它的频率较高，一般和HCLK相同，另一个是外部时钟源，它的频率较低，是HCLK的八分之一。

位16：COUNTFALG位。这是一个状态位，它在计数的过程中是0，当VAL寄存器中的值减为0时，该位就会由硬件自动置1，并且该位只能读，不能写。

2.寄存器LOAD

叫做自动重装载寄存器，是一个24位的寄存器，

这24位是从0到23的，叫做RELOAD位。它里面放的值就是计时用的初值，VAL寄存器中的值就是从这里取出的，当VAL寄存器中的值减为0后，就会自动从LOAD寄存器中再将这个初值取出放入VAL寄存器中，然后继续做减一处理，一直循环下去，除非将使能位写0。

3.寄存器VAL

叫做当前值寄存器，同样也是一个24位的寄存器

这24位也是从0到23的，叫做CURRENT位。它里面放的值就是用来计时减一的初值，当这里的值减1到0后，就会自动从LOAD寄存器中再取过来一个初值，继续做减1操作，如此循环，除非将使能位写0。而且VAL寄存器中的值是可以修改的，在计时过程中如果想修改计时时间，则将要计时的初值先放入LOAD寄存器中，再对VAL寄存器写1，则VAL寄存器就会清0，然后从LOAD寄存器中取初值进行新的计时。

三.相关库函数

1.sysTick_CLKSourceConfig

这个函数主要是选择时钟源，

2.SysTick_Config()

STM官方提供了计数初值配置函数，我们只需要计算出需要计数几个Systick的时钟周期即可，至于LOAD寄存器以及VAL寄存器中的值就不用我们计算好再放进去了。
代码如下：

#define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos 0                                             
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)        

#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2                                             
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)            

#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos 1                                             
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)              

#define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos 0                                             
#define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos)               

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);  /* 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 */
}

首先判断一下在这个Systick时钟周期次数下，计数的初值会不会超出VAL寄存器24位值的大小，如果超了，就返回1。

如果没有超出最大值，就给LOAD寄存器的RELOAD位赋计时初值，至于赋值的具体内容，后面讲延时函数时说明。

赋值完计时初值后，将VAL寄存器中的值清0，直接从LOAD寄存器中取计时初值，尽量避免计时误差。

接下来就是选择时钟源，设置是否中断，以及使能Systick定时器。

3.延时函数

void delay_init()
{
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);	//选择外部时钟  HCLK/8
	fac_us=SystemCoreClock/8000000;				//为系统时钟的1/8  
	fac_ms=(u16)fac_us*1000;					//非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数   
}

fac_us：首先我们选择了外部时钟，8分频就得到了9MHZ，那他一秒钟跳（周期）9000000下，我们除以1000000就得到了1微秒跳动次数（周期），

fac_ms: 就是在fac_us基础上乘以1000，这样就得到了1ms的周期。

1.微秒级定时

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	 
}

将上面的出来的值与要定时的时间相乘，这样我们就确定了自动重装载的值

再将VAL寄存器中的值清0，让它直接从LOAD寄存器中取计时初值，以减少定时误差。

然后将CRTL中的ENABLE位使能，也就是打开定时器

接下便进入了循环。不停地读取CTRL寄存器中的值，就是为了看位16也就是COUNTFLAG的状态，如果它0，说明没有计时结束，则继续循环，如果它是1，说明定时结束了。

最后关闭计数器，就是将使能位清0，并且将VAL寄存器中的值清0。

2.毫秒级别的延时

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	  	    
}

原理同上