【STM32】SysTick定时器

00. 目录

01. SysTick定时器概述

SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。在以前，大多操作系统需要一个硬件定时器来产生操作系统需要的滴答中断，作为整个系统的时基。例如，为多个任务许以不同数目的时间片，确保没有一个任务能霸占系统；或者把每个定时器周期的某个时间范围赐予特定的任务等，还有操作系统提供的各种定时功能，都与这个滴答定时器有关。因此，需要一个定时器来产生周期性的中断，而且最好还让用户程序不能随意访问它的寄存器，以维持操作系统“心跳”的节律。

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。

02. SysTick定时器寄存器描述

SysTick控制及状态寄存器（地址：0xE000_E010）

SysTick重装载数值寄存器（地址：0xE000_E014）

SysTick当前数值寄存器（地址：0xE000_E018）

SysTick校准数值寄存器（地址：0xE000_E01C）

03. 相关函数实现

core_cm4.h文件

/** \brief  System Tick Configuration

    The function initializes the System Timer and its interrupt, and starts the System Tick Timer.
    Counter is in free running mode to generate periodic interrupts.

    \param [in]  ticks  Number of ticks between two interrupts.

    \return          0  Function succeeded.
    \return          1  Function failed.

    \note     When the variable <b>__Vendor_SysTickConfig</b> is set to 1, then the
    function <b>SysTick_Config</b> is not included. In this case, the file <b><i>device</i>.h</b>
    must contain a vendor-specific implementation of this function.

 */
__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) { return (1UL); }    /* Reload value impossible */

  SysTick->LOAD  = (uint32_t)(ticks - 1UL);                         /* set reload register */
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL); /* set Priority for Systick Interrupt */
  SysTick->VAL   = 0UL;                                             /* 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 (0UL);                                                     /* Function successful */
}

misc.c文件

/**
  * @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;
  }
}

04. 延时函数实现

delay.h文件

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#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H 			   
#include <sys.h>	  

void delay_init(u8 SYSCLK);
void delay_ms(u16 nms);
void delay_us(u32 nus);

#endif

delay.c文件

static u8  fac_us=0;							//us延时倍乘数			   
static u16 fac_ms=0;							//ms延时倍乘数,在os下,代表每个节拍的ms数

//初始化延迟函数
//当使用OS的时候,此函数会初始化OS的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟频率
void delay_init(u8 SYSCLK)
{

 	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 
	fac_us=SYSCLK/8;						//不论是否使用OS,fac_us都需要使用

	fac_ms=(u16)fac_us*1000;				//非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数   
}		

//延时nus
//nus为要延时的us数.	
//注意:nus的值,不要大于798915us(最大值即2^24/fac_us@fac_us=21)
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,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对168M条件下,nms<=798ms 
void delay_xms(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	  	    
} 

//延时nms 
//nms:0~65535
void delay_ms(u16 nms)
{	 	 
	u8 repeat=nms/540;						//这里用540,是考虑到某些客户可能超频使用,
											//比如超频到248M的时候,delay_xms最大只能延时541ms左右了
	u16 remain=nms%540;
	while(repeat)
	{
		delay_xms(540);
		repeat--;
	}
	if(remain)delay_xms(remain);
} 

05. 应用示例

用中断的方式实现delay延时

static __IO uint32_t TimingDelay;
void Delay(__IO uint32_t nTime)
{ 
   TimingDelay = nTime;
   while(TimingDelay != 0);
}
void SysTick_Handler(void)
{
    if (TimingDelay != 0x00) 
     { 
       TimingDelay--;
     }
}
 int main(void)
 {  …
    if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) //systick时钟为HCLK，中断时间间隔1ms
     {
     while (1);
     }
    while(1)
     { Delay(200);//2ms
     … 
     }
}

06. 附录

6.1 【STM32】STM32系列教程汇总

网址：【STM32】STM32系列教程汇总

07. 声明

该教程参考了正点原子的《STM32 F4 开发指南》