让LCD闪烁起来:STM32F4SysTick的设置与使用

在这节中, 我打算利用SysTick定时器做延时, 让STM32F429 Discovery板子上的两个灯闪烁起来.

SysTick包含于Cortex核心中, 在不同厂家的Cortex产品中都存在. 它本质上是一个24位的倒计数器, 在STM32F429中, 它对SYSCLK经过AHB预分频器分频后的时钟或分频后的时钟的8分频计数(不同的CPU时钟来源可能不会相同, 请参考数据手册中的时钟树), 当倒计数至0时将会产生一个中断(如果使能中断的话), 中断异常号为15. 它的存在是为RTOS提供一个系统节拍, 或者为任务调度产生一个周期性的中断, 可以使得程序在不同厂商的器件之间移植工作得到简化.

SysTick的配置.
SysTick的配置函数位于Core_CM4.h中, 只有一个简单的配置函数:

uint32_t SysTick_config(uint32_t ticks);

它属于CMSIS的一部分, 参数ticks为两次中断之间的时钟脉冲数, 即每经过ticks个脉冲, 中断就会发生一次.
当SysTick被成功配置时, 函数返回0, 出错时返回1.

SysTick初始化函数:

void SysTick_Init(void)

{

    if (SysTick_Config(SystmeCoreClock / 1000))

    {

        while (1);

    }

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

    return;

}

以上初始化函数调用SysTick_config()将SysTick定时器初始化为每1ms中断一次.

SystemCoreClock是定义在system_stm32f4xx.c中的一全局变量, 它的值为当前系统时钟频率. 需要说明的是它的默认值为芯片所支持的最大频率, 在使用它之前要调用函数SystemCoreClockUpdate()更新它的值为正确的系统频率, 要不会出现不正确的结果.

关于参数的计算可以这样想, 当参数为SystemCoreClock的时候, 定时是间间隔正好为1秒, 如果我们需要1ms的定时时间,  那么SystemCoreClock / 1000就是了. 因为SysTick计数寄存器为24位, 所以参数值不能大于2的24次方减一, 即16777215, 否则的话初始化失败, 进入死循环.

当SysTick_Config()配置SysTick成功后会立刻启动定时器, 但在这里我希望在用到它的时候启动, 所以在配置完成后使用SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk这一句清掉它的使能位, 暂停定时器.

上面说过SysTick时钟有AHB时钟和AHB时钟的8分频两种时钟源可选, 默认为AHB时钟.如果想要使用AHB时钟的8分频可以直接修改SysTick_Config()或者调用函数SysTick_CLKSourceConfig()(位于MISC.h中)进行配置.

在SysTick_Config()中对SysTick的中断优先级也做了修改, 这个暂不深究, 等研究NVIC的时候再说.

中断服务函数:

void SysTick_Handler(void)

{

    if (Delay_Time != 0)

    {

        Delay_Time--;

    }

    return;

}

不同于51, MSP430等单片机中断函数的写法, STM32的中断函数并不需要使用特殊关键字来声明, 但是函数名是已经被定义好了的. 打开启动文件(这里是startup_stm32f429_439xx.s)就可以看到各中断服务函数的名称, 所以只要按正常函数的写法完成它就可以了.

官方库中有提供两个中断函数模板stm32f4xx_it.h和stm32f4xx_it.c, 将它加入到工程, 然后在对应的地方写中断函数的实现就可以了. 不过由于STM32的中断函数实际上可以写在任何地方, 所以这里我偷了一下懒, 直接将它定义在了main()函数中.

Delay_Time是一个全局变量, SysTick每产生一次中断, 就对它进行一次减一操作.

延时函数:

void Delay_ms(uint16_t ms)

{

    Delay_Time = ms;

    // 使能SysTick

    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

    while (Delay_Time != 0);

    return;

}

延时函数对Delay_Time赋初值后阻塞CPU, 直到Delay_Time减到0, 完成延时操作.

主函数:

int main(void)

{

    RCC_Config();

    LED_GPIO_Config();

    SysTick_Init();

    GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14);

    while(1)

    {

        GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13);

        GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_14);

        Delay_ms(500);

        GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_14);

        GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13);  

        Delay_ms(500);

    }

}

编译下载程序, 板子上红色和绿色的LED就会交替闪烁.