STM32 Systick分析

前言：目前我觉得自己还没有能够深入用到这个SysTick的时候，只是要用到了delay_us()和delay_ms()，因为碰到了这个问题，所以想着提前了解一下，免得后来造成一脸懵逼的情况；毕竟没有社会经验的高手指点迷津，这里学习还是系统一点好；

systick是个啥？

是一个24位倒记数定时器；

systick的功能是什么

为操作系统提供硬件上的定时中断（滴答中断）；

保证系统运行的时候不会让一个任务而占用整个系统；

可以制作精准的定时功能；

……

systick定时器的特点

可以工作在芯片睡眠状态下

此定时器被捆绑在NVIC（中断向量控制器）中，可以用于产生异常和中断；

……

编程涉及到的寄存器

SysTick_CTRL 控制寄存器

SysTick_LOAD 重载寄存器

SysTick_VAL 当前值寄存器

SysTick_CALRB 校准值寄存器

对四个寄存器及位的解释：

SysTick_CRTL

[0] : ENABLE systick使能位 0=关闭systick功能，1=开启systick功能

[1] : TICKINT systick中断使能位 0=关闭systick中断，1=开启systick中断

[2] : CLKSOURCE systick时钟源选择位 0=使用HCLK/8时钟源 1=使用HCLK时钟源

[16]: COUNTFLAG systick计数比较标志，如果计数器达到0，则读入为1;当读取或清除当前计数器值时，将自动清除为0；

[其它位] : 保留；

在不同的开发模式里，SysTick_CRTL有可能会被表示成STK_CRS，这里留意一下就好了；

SysTick_LOAD

[23:0] : systick定时器递减到0后，从SysTick_LOAD的值装载给SysTick_VAL（当前值寄存器），从而实现和C51单片机定时器的8位自动重装模式一样的效果；

[其它位]：保留

SysTick_VAL

[23:0] : 读取时返回当前倒计数的值，写它则使之清零，同时还会清除SysTick控制寄存器和状态寄存器中的COUNTFLAG标志；

[其它位]：保留

SysTick_CALRB（不做重要介绍因为不常用）

[31] ：NOREF 外部参考时钟有无标志位 1=没有外部参考时钟(STCLK不可用)； 0=外部参考时钟可用

[30] : SKEW 校准值是否为准确1ms标志位 1=准确 ； 0=不准确；

[23:0] : 校准值；（STM3210x使用手册中指出校准值固定为9000，而且当系统滴答时钟设定为9MHz（HCLK/8的最大值），将会产生1ms时间基准）

编程步骤

给SysTick_LOAD重载值；

清零SysTick_VAL；

通过配置寄存器SysTick_CTRL设置时钟输入（HCLK/8或HCLK）并且使能systick；

应用中的三个重要的函数

void delay_init(u8 SYSCLK); //初始化延迟函数

void delay_us(u32 nus); //延时n微妙

void delay_ms(u16 nms); //延时n毫秒

注意：这里又分为了两种情况：使用UCOSⅡ和不使用UCOSⅡ的情况

程序开始之前先解释一下：下面的延时函数代码支持UCOSⅡ下使用，它可以和UCOSⅡ共用systick定时器；在UCOSⅡ下系统不许有一个节拍，而这个节拍必须是固定的，不能被打断，否则就不准了；举个例子：比如每5ms一个节拍，那么直接由OS_TICK_PER_SEC = 200即可，stm32下systick提供这节拍；

由上可知：UCOSⅡ下的systick不能随意被更改；此时如果要sistick做delay_us和delay_ms的延时；

这事有一个时钟摘取的办法（以delay_us（50）为例）：刚进入函数之后，先计算出需要延时的这段时间内systick需要建多少数，假设系统时钟为72MHz，那么systick每减1，就是1/9us,然后就是减了509次，然后就一直统计systick的计数变化，直到变化了509次，一旦检测到变化达到或者超过这个值，就说明延时了50us；栗子仅满足延时的时间小于UCOSⅡ的系统节拍的关系；

//初始化延迟函数

//当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍

//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8

//SYSCLK:系统时钟

void delay_init()  

{

#ifdef OS_CRITICAL_METHOD //如果OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明使用ucosII了.

u32 reload;

#endif

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  

#ifdef OS_CRITICAL_METHOD //如果OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明使用ucosII了.

reload=SystemCoreClock/8000000; //每秒钟的计数次数 单位为K    

reload*=1000000/OS_TICKS_PER_SEC;//根据OS_TICKS_PER_SEC设定溢出时间

//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右

fac_ms=1000/OS_TICKS_PER_SEC;//代表ucos可以延时的最少单位    

SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;    //开启SYSTICK中断

SysTick->LOAD=reload; //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次

SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开启SYSTICK    

#else

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

#endif

}

使用UCOSⅡ的情况下的delay_us()和delay_ms()：

#ifdef OS_CRITICAL_METHOD //使用了ucos

//延时nus

//nus为要延时的us数.        

void delay_us(u32 nus)

{

u32 ticks;

u32 told,tnow,tcnt=0;

u32 reload=SysTick->LOAD; //LOAD的值      

ticks=nus*fac_us; //需要的节拍数    

tcnt=0;

told=SysTick->VAL;        //刚进入时的计数器值

while(1)

{

tnow=SysTick->VAL;

if(tnow!=told)

{     

if(tnow else tcnt+=reload-tnow+told;     

told=tnow;

if(tcnt>=ticks)break;//时间超过/等于要延迟的时间,则退出.

}  

};     

}

//延时nms

//nms:要延时的ms数

void delay_ms(u16 nms)

{

if(OSRunning==TRUE)//如果os已经在跑了     

{   

if(nms>=fac_ms)//延时的时间大于ucos的最少时间周期 

{

    OSTimeDly(nms/fac_ms);//ucos延时

}

nms%=fac_ms; //ucos已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时    

}

delay_us((u32)(nms*1000)); //普通方式延时,此时ucos无法启动调度.

}

不使用UCONSⅡ的情况下：

//延时nus

//nus为要延时的us数.        

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72M条件下,nms<=1864 

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       

} 

#endif