STM32学习之GPIO与SYSTICK使用+软件仿真

简介：小弟也是刚刚学习STM32，有什么不懂的还望大师们指点。以下程序是利用SYSTICK作为延时程序使GPIOA_Pin0产生1S的电压变化。初学，也就会这些了，拿出来与大家分享一下。

#include"stm32f10x_conf.h"

void delay_ms(u32 ms); 声明延时函数

void GPIO_Config(void); 声明GPIO配置函数

int main(void) 主程序

{

SystemInit(); 初始化系统时钟默认72MHZ

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); 使能GPIOA时钟

GPIO_Config(); 调用GPIO配置函数

while(1)

{

GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); GPIOA的 Pin0脚置1（高电平）

delay_ms(1000); 延时1000ms=1s

GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);GPIOA的 Pin0脚置0（低电平）

delay_ms(1000); 延时1000ms=1s

}

}

void GPIO_Config(void) 配置GPIOA函数

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;

GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

}

void delay_ms(u32 ms) 延时函数，重点！

{

int temp;

SysTick->CTRL=0x01;

SysTick->LOAD=9000*ms;

SysTick->VAL=0x00;

do

{

temp=SysTick->CTRL;

}

while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));

}

下面我把延时函数系统讲一下：

延时函数主要用到的是systick，也叫滴答系统时钟。我只知道systick其中的一个功能就是可以做定时器用而且非常精准，其他的许多功能还在研究。

systick的4个寄存器，CTRL-控制寄存器，LOAD-重装载寄存器，VAL-当前值寄存器，CALIB-校准寄存器。

SYSTICK_CTRL 寄存器中只有0,1,2,16这四位是有效的。

第 0 位：ENABLE，Systick 使能位 （0：关闭 Systick 功能；1：开启 Systick功能）

第 1 位：TICKINT，Systick 中断使能位 （0：关闭 Systick 中断；1：开启Systick 中断）

第 2 位：CLKSOURCE，Systick 时钟源选择 （0：使用 HCLK/8 作为 Systick时钟；1：使用 HCLK 作为 Systick 时钟）

第16 位：COUNTFLAG，有些人这样说的： SysTick 已经数到了 0，则该位为 1。如果读取该位，该位将自动清零（我不太理解这句话，我的疑问是SYSTICK数到了0是不是说VAL寄存器从重装载值递减到了0，第二个就是SYSTICK数到0之后这个位是保持1还是返回到0，读取该位自动清0是什么时候读取。）这个先埋个疑问一会说说我的理解。

SYSTICK_LOAD重装载寄存器，不用多说，假如你让systick_val寄存器从100递减到0，这个寄存器里面装的就是100，只不过用二进制表示，但是这个寄存器虽然是32位的，但只有24位有效，其最高的八位保留，它能装入最大值为0xFFFFFF(0xFFFFFF==0x00FFFFFF,C语言中二者的值是一样的，如0x01==0x0001==0x00000001)。

SYSTICK_CAL 当前值寄存器，书上说读取它时返回当前寄存器的值，对他进行写操作则清0，同时也对上面所说SYSTICK_CTRL中 第16位清0。我理解是这样的，这个寄存器里面的值是不断变化的，一个指令周期完成一次自减，至于如何自减我们无须讨论太多，只需知道若选择1KHZ的频 率，则它在1秒的时间里可以变化1000次，每变化一次便可自减一次，换句话说，我们将1000装入它时开始计时，逐步递减999,998......到 它减到0计时结束刚好耗时1秒。

SYSTICK_CALIB 校准寄存器,这个还没研究透（都说一般用不到，但最终还得弄明白它），sorry！

那么SYSTICK 的工作流程到底是怎样实现定时的呢，下面以定时1ms为例。

1s=1000ms=1000000us，首先配置SysTick->CTRL=0x01;对照上面便知，先使能SYSTICK，关闭了中断，选择HCLK/8位工作频率，状态标志位清零；然后SysTick->LOAD=9000*ms;设置重装载寄存器的值，我们的系统时钟是72MHZ，上面我们选择的8分频也就是9MHZ,也就是说1ms变化9000次，然后SysTick->VAL=0x00;清 零当前寄存器值，前面我们说了，VAL寄存器是不断自减的，并且只要它为0（无论是被写入0还是自减到0）就自动装入LOAD寄存器中的值再一次开始递 减，这样循环往复，那么VAL为0时的第二个动作是将CTAL寄存器的16位状态位置1，而我们就是通过读取CTAL寄存器的16位状态位才能知道是否到 了1ms，这里也说一下上面埋下的疑问，这个状态位其实像一个监视器一样监视着VAL寄存器，只要VAL为0，它立刻置1，并且一直保持，直到对它读取时 它才又一次被清0。

紧接着判断1ms是否达到，do{...}while（...）语句，主要判断CTRL寄存器中的16位是否为1，temp=SysTick->CTRL;将CTRL中的值传递给变量temp，注意while中的是重点，while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));说 实话我看到这个语句真的不知道什么意思，C语言学的还不算透彻，这里面其实不只是判断CTRL中的标志位，还判断了systick是否失能，如果 systick失能则在此处为0继续执行程序不再进行判断。先整体看看这个语句的结构，语句1&&语句2，这个“&&” 表示逻辑与操作和按位与“&”相似，是有顺序执行的，先判断语句1，如果是真则判断语句2，语句2为真则结果为真（1），语句2为假则结果为假 （0）；若语句1为假，则不再对语句2进行判断，直接输出为假（0）。那么如上，语句1（temp&0x01）是判断systick是使能还是失 能，若使能则语句1为真继续判断语句2，若失能则语句1为假，则整个语句为假程序向下执行，不再循环。既然语句1为真则继续判断语句2(!(temp&(1<<16))，它才是真正判断CTRL标志位的，这个应该很好理解，如果CTRL标志位为1，则语句2为假（0），则整个语句为假（0），向下执行程序（systick正好产生了1ms的时间间隔）。

这么点程序，其实要说的可真不少，ARM真的太深奥了。以上这种方式是对寄存器直接操作，也可用stm32 提供的SYSTICK函数，不过我感觉想弄懂它是怎么工作的还是要学习它相关的寄存器。函数库只是为了方便开发，在开发大程序是有一定的优势。好了最后看一下我的软仿图吧：