SysTick滴答定时器 - 延时函数

SysTick定时器

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。
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。
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。
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。

SysTick相关寄存器

CTRL						SysTick 控制和状态寄存器
LOAD SysTick				自动重装载除值寄存器
VAL							SysTick 当前值寄存器
CALIB						SysTick 校准值寄存器

在Cortex M3权威指南中有详细的讲解：
在这里插入图片描述
对于STM32，外部时钟源是 HCLK(AHB总线时钟）的1/8 内核时钟是 HCLK时钟配置函数：SysTick_CLKSourceConfig();

固件库中的Systick相关函数：

SysTick_CLKSourceConfig()		//Systick时钟源选择  misc.c文件中 
SysTick_Config(uint32_t ticks)	 //初始化systick,时钟为HCLK,并开启中断 
								//core_cm3.h/core_cm4.h文件中

/*misc.h*/
#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8    ((uint32_t)0xFFFFFFFB) //如果选择这个值，SysTick = HCLK/8
#define SysTick_CLKSource_HCLK         ((uint32_t)0x00000004) // SysTick = HCLK

/*misc.c*/

/*
	函数入口参数：
	1 ----- 外部时钟源（STCLK）
	0 ----- 内核时钟（FCLK）
*/
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;
  }
}

/*
	ticks --- 两个SysTick中断之间有多少个SysTick周期
				例如：ticks = 1000 那么两个中断之间就是有1000个周期
*/

#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk            (0xFFFFFFUL << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)        /*!< SysTick LOAD: RELOAD  Mask   ==2^24-1*/
__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);      /* Reload value impossible  最大不能超过2^24-1*/

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

Systick中断服务函数：（举例）

void SysTick_Handler(void);
例子：利用中断的方式实现delay延时函数，下面是代码：

static __IO uint32_t TimingDelay; //全局变量

void Delay(__IO uint32_t nTime)

{ 
  TimingDelay = nTime;

  while(TimingDelay != 0);
}

/*
	每等待一ms SysTick都会产生一个中断 这个函数就是处理中断的函数
*/
void SysTick_Handler(void) 

{
  if (TimingDelay != 0x00) 
   { 
    TimingDelay--;
   }
}

 int main(void)
 { …

	/*
		M4芯片中的HCLK使用频率为168MHz
		中断时间间隔1ms 》》》 SystemCoreClock / 1000 == 168000000 / 1000 = 168000
	*/
  if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) //systick时钟为HCLK，中断时间间隔1ms
   {
   while (1);
   }
   
  while(1)
   { Delay(200);//200ms
   … 
   }
}

Delay延时函数讲解：

delay_init()

//初始化延迟函数
//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/8000000;				/* 为系统时钟的1/8；我们M4芯片的时钟是168MHz，那么fac_us = 168MHz / 8000000 = 21 
											实际上也就是在计算1us SysTick的VAL减的数目   */
	fac_ms=(u16)fac_us*1000;			/*	代表每个ms需要的systick时钟数,即每毫秒SysTick的VAL减的数目 */
}

delay_ms()

//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 因为清零了以后下次使能之后就会直接加载LOAD寄存器当中的初值
	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	  	    
}

delay_us()

//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