STM32菜鳥成長記錄---系統滴答定時器（systick）應用
標簽： delay任務測試reference編譯器工作 2012-08-19 22:55 47395人閱讀 收藏 舉報
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1.systick介紹
???? Systick就是一個定時器而已，只是它放在了NVIC中，主要的目的是為了給操作系統提供一個硬件上的中斷（號稱滴答中斷）。滴答中斷？這里來簡單地解釋一下。操作系統進行運轉的時候，也會有“心跳”。它會根據“心跳”的節拍來工作，把整個時間段分成很多小小的時間片，每個任務每次只能運行一個“時間片”的時間長度就得退出給別的任務運行，這樣可以確保任何一個任務都不會霸占整個系統不放。或者把每個定時器周期的某個時間范圍賜予特定的任務等，還有操作系統提供的各種定時功能，都與這個滴答定時器有關。因此，需要一個定時器來產生周期性的中斷，而且最好還讓用戶程序不能隨意訪問它的寄存器，以維持操作系統“心跳”的節律。?只要不把它在SysTick控制及狀態寄存器中的使能位清除，就永不停息。
???? 知道systick在系統中的地位后，我們來了解systick的實現。這里只是舉例說明systick的使用。它有四個寄存器，筆者把它列出來：
??? SysTick->CTRL,??????? --控制和狀態寄存器
??? SysTick->LOAD,? ??????--重裝載寄存器
?? ?SysTick->VAL,?????? ???--當前值寄存器
?? SysTick->CALIB,???? ???--校準值寄存器 ???
下圖有他們的分別描述：???? 下圖引用地址：http://blog.csdn.NET/marike1314/article/details/5673684
2.systick編程
??? 現在我們想通過Systick定時器做一個精確的延遲函數，比如讓LED精確延遲1秒鐘閃亮一次。
??? 思路：利用systick定時器為遞減計數器，設定初值并使能它后，它會每個1系統時鐘周期計數器減，計數到 0時，SysTick計數器自動重裝初值并繼續計數，同時觸發中斷。
那么每次計數器減到0，時間經過了：系統時鐘周期 *計數器初值。我們使用72M作為系統時鐘，那么每次計數器減1所用的時間是1/72M，計數器的初值如果是72000，那么每次計數器減到0，時間經過(1/72M)*72000= 0.001，即1ms。（簡單理解：用72M的時鐘頻率，即1s計數72M=72000000次，那1ms計數72000次，所以計數值為72000）?
?
首先，我們需要有一個72M的systick系統時鐘，那么，使用下面這個時鐘OK就?！
??? SystemInit();
??? 這個函數可以讓主頻運行到72M。可以把它作為systick的時鐘源。
??? 接著開始配置systick，實際上配置systick的嚴格過程如下：
??? 1、調用SysTick_CounterCmd()????? ?--失能SysTick計數器
??? 2、調用SysTick_ITConfig()????????? --失能SysTick中斷
??? 3、調用SysTick_CLKSourceConfig()? --設置SysTick時鐘源。
??? 4、調用SysTick_SetReload()???????? --設置SysTick重裝載值。
??? 5、調用SysTick_ITConfig()?????? ???--使能SysTick中斷
??? 6、調用SysTick_CounterCmd()?????? --開啟SysTick計數器 ?????????????????????????????????????????????????????
??? 這里大家一定要注意，必須使得當前寄存器的值VAL等于0！
??? SysTick->VAL? = (0x00);只有當VAL值為0時，計數器自動重載RELOAD。
接下來就可以直接調用Delay();函數進行延遲了。延遲函數的實現中，要注意的是，全局變量TimingDelay必須使用volatile，否則可能會被編譯器優化。
下面我們來做一下程序分析：
（1）系統時鐘進配置
首先我們對系統時鐘進行了配置并且SetSysClock(void)函數使用72M作為系統時鐘；
為了方面看清代碼我選擇截圖：
（2）先來看看主函數
[plain] view plaincopyprint?
int?main(void)????{????????????unsigned?char?i=0;????????????unsigned?char?a[]?=?"abncdee";????????????????????????SystemInit1();//系統初始化????????????????if?(SysTick_Config(72000))??//1ms響應一次中斷????????????{?????????????????/*?Capture?error?*/?????????????????????while?(1);????????????}?????????????/*解析：因為要求是每500ms往中位機發數據一件事，所以放在while語句中，????*送據+延時可以完成相當于中斷的效果;???????????????????*若是多任務中，其中一個任務需要中斷，這把這個任務放在中斷函數中調用;???????????????????*/????????????while?(1)????????????{?????????????????//測試代碼:測試定時器功能，通過延時來測試??????????????????????GPIO_SetBits(GPIOC,?GPIO_Pin_6);??????//V6?????????????????Delay(50);?????????????????GPIO_ResetBits(GPIOC,?GPIO_Pin_6);?????????//V6?????????????????Delay(50);??????????????????????????????????????????//功能1代碼:每500ms發送數據???????????????????/*??????????????????????????UART2_TX485_Puts("123450");??????????????????????????Delay(500);???????????????*/????????????????//功能2代碼:上位發特定指令，中位機執行相應操作??????????????????//?????RS485_Test();??????????????????}?????????}?? int main(void){ unsigned char i=0;unsigned char a[] = "abncdee";SystemInit1();//系統初始化if (SysTick_Config(72000)) //1ms響應一次中斷{ /* Capture error */while (1);} /*解析：因為要求是每500ms往中位機發數據一件事，所以放在while語句中，*送據+延時可以完成相當于中斷的效果;*若是多任務中，其中一個任務需要中斷，這把這個任務放在中斷函數中調用;*/while (1){//測試代碼:測試定時器功能，通過延時來測試GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6); //V6Delay(50);GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6); //V6Delay(50);//功能1代碼:每500ms發送數據/*UART2_TX485_Puts("123450");Delay(500);*///功能2代碼:上位發特定指令，中位機執行相應操作// RS485_Test();} }
（3）系統滴答定時器的配置--主角登場：
主函數中： SysTick_Config(72000) ;滴答定時器的參數是72000即計數72000
（因為我們使用72M的時鐘頻率，即1s計數72M=72000000次，那1ms計數72000次，所以計數值為72000）?
在文件Core_cm3.h中
SysTick_Config函數的具體實現如下：
[html] view plaincopyprint?
static?__INLINE?uint32_t?SysTick_Config(uint32_t?ticks)????{?????????if?(ticks>SYSTICK_MAXCOUNT)???????????return?(1);??????/*?Reload?value?impossible?*/????????SysTick->LOAD?=?(ticks?&?SYSTICK_MAXCOUNT)?-?1;//systick重裝載值寄存器???/*?set?reload?register?*/????????NVIC_SetPriority?(SysTick_IRQn,?(1<<__NVIC_PRIO_BITS)?-?1);?/*?set?Priority?for?Cortex-M0?System?Interrupts?*/????????SysTick->VAL?=?(0x00);??//systick當前值寄存器?????????????????????????????????????/*?Load?the?SysTick?Counter?Value?*/?????SysTick->CTRL?=?(1?<<?SYSTICK_CLKSOURCE)?|?(1<<SYSTICK_ENABLE)?|?(1<<SYSTICK_TICKINT);//使能IRQ（普通中斷）和系器?????????return(0);??????/*?Function?successful?*/????}????????????????????????????????????????? static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks){ if (ticks>SYSTICK_MAXCOUNT) return (1); /* Reload value impossible */SysTick->LOAD = (ticks & SYSTICK_MAXCOUNT) - 1;//systick重裝載值寄存器 /* set reload register */NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */SysTick->VAL = (0x00); //systick當前值寄存器 /* Load the SysTick Counter Value */SysTick->CTRL = (1 << SYSTICK_CLKSOURCE) | (1<<SYSTICK_ENABLE) | (1<<SYSTICK_TICKINT);//使能IRQ（普通中斷）和系器 return(0); /* Function successful */}
我們來看一下這句代碼：SysTick->CTRL = (1 << SYSTICK_CLKSOURCE) | (1<<SYSTICK_ENABLE) | (1<<SYSTICK_TICKINT);?這是使能IRQ（普通中斷）和系統定時器，為什么要使能中斷和系統定時器呢？
下面我們來看一下stm32f10x_it.h文件中：
找到滴答定時器中斷函數：SysTickHandler（）
void SysTickHandler(void)
{
??? TimingDelay_Decrement();
}
從上文我們通過裝載的計數值72000知道每1ms發生一次中斷，在中斷函數中調用一個函數TimingDelay_Decrement();-----即每1ms發生中斷時就調用到此函數；
下面我們來看看TimingDelay_Decrement();在干些什么？
[html] view plaincopyprint?
/*****************************************************************????*函數名稱：TimingDelay_Decrement????*功能描述：中斷里調用此函數，即沒發生一次中斷，此函數被調用，此函數里?????????*??????????的變量TimingDelay?相當于減法計數器????*?????*輸入參數：無????*返回值：無????*其他說明：無????*當前版本：v1.0????*作????者:?梁尹宣????*完成日期：2012年8月3日????*修改日期??????版本號??????修改人??????修改內容????*-----------------------------------------------------------------????*????******************************************************************/???????????void?TimingDelay_Decrement(void)??????{??????????????if?(TimingDelay?!=?0x00)????????{???????????TimingDelay--;????????}????}??????我們看了TimingDelay的定義，又看了還有哪些函數調用到這個變量，如下：????/*****************************************************************????*????????????????????????????????????????全局變量????******************************************************************/?????????static?__IO?uint32_t?TimingDelay=0;?????????????????/*****************************************************************????*函數名稱：????Delay????*功能描述：????利用系統時鐘計數器遞減達到延時功能????*?????*輸入參數：nTime?：需要延的時毫秒數????*返回值：無????*其他說明：無????*當前版本：v1.0????*作????者:?梁尹宣????*完成日期：2012年8月3日????*修改日期??????版本號??????修改人??????修改內容????*-----------------------------------------------------------------????*????******************************************************************/?????????void?Delay(__IO?uint32_t?nTime)//delay被調用時，nTime=500????{???????TimingDelay?=?nTime;???????????while(TimingDelay?!=?0);????}?? /******************************************************************函數名稱：TimingDelay_Decrement*功能描述：中斷里調用此函數，即沒發生一次中斷，此函數被調用，此函數里 * 的變量TimingDelay 相當于減法計數器* *輸入參數：無*返回值：無*其他說明：無*當前版本：v1.0*作 者: 梁尹宣*完成日期：2012年8月3日*修改日期 版本號 修改人 修改內容*-----------------------------------------------------------------*******************************************************************/void TimingDelay_Decrement(void) { if (TimingDelay != 0x00) { TimingDelay--; }} 我們看了TimingDelay的定義，又看了還有哪些函數調用到這個變量，如下：/****************************************************************** 全局變量******************************************************************/static __IO uint32_t TimingDelay=0;/******************************************************************函數名稱： Delay*功能描述： 利用系統時鐘計數器遞減達到延時功能* *輸入參數：nTime ：需要延的時毫秒數*返回值：無*其他說明：無*當前版本：v1.0*作 者: 梁尹宣*完成日期：2012年8月3日*修改日期 版本號 修改人 修改內容*-----------------------------------------------------------------*******************************************************************/void Delay(__IO uint32_t nTime)//delay被調用時，nTime=500{ TimingDelay = nTime;while(TimingDelay != 0);}
通過上面幾個函數我們知道了，在調用Delay(500)即nTime=500；在后在Delay()函數中TimingDelay =nTime;（即TimingDelay=500是它的初始值），再TimingDelay_Decrement(void)函數的作用就是把TimingDelay- -;每毫秒進行遞減直到減到0為止；這樣就起到一個延時的作用；
現在我們做出來的Delay(1)，就是1毫秒延遲。Delay(1000)就是1秒。
? 我們來畫個圖,方便這幾個函數間關系的理解:
我們在返回到主函數main()中看這幾條語句：紅色標注de
[html] view plaincopyprint?
while?(1)????????????{?????????????????//測試代碼:測試定時器功能，通過延時來測試?????????????????GPIO_SetBits(GPIOC,?GPIO_Pin_6);??????//V6??????????????????Delay(500);?????????????????GPIO_ResetBits(GPIOC,?GPIO_Pin_6);?????????//V6??????????????????Delay(500);??????????????????????????????????????????//功能1代碼:每500ms發送數據???????????????????/*??????????????????????????UART2_TX485_Puts("123450");??????????????????????????Delay(500);???????????????*/????????????????//功能2代碼:上位發特定指令，中位機執行相應操作??????????????????//?????RS485_Test();??????????????????}??????? while (1){//測試代碼:測試定時器功能，通過延時來測試GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6); //V6 Delay(500);GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6); //V6 Delay(500);//功能1代碼:每500ms發送數據/*UART2_TX485_Puts("123450");Delay(500);*///功能2代碼:上位發特定指令，中位機執行相應操作// RS485_Test();}
經過上面系統定時器的分析我們知道Delay(500);是延時500ms ;那么LED就是每隔500ms閃爍一次；
上面有關系統滴答定時器的應用講解基本完畢！
?有關SysTick編譯后的源代碼包，(其實客官細心的話一經發現上面代碼含有485通訊代碼，
只不過被暫時屏蔽掉了，下一節將講到)我放在我的資源里：http://download.csdn.net/detail/yx_l128125/4511622
?
下面我們來看看一下參考資料的問題，一邊對上面我寫的博客有更深入的理解：
《Cortex-M3權威指南》
《Cortex-M3 Technical Reference Manual》
Q：什么是SYSTick定時器？
SysTick 是一個24位的倒計數定時器，當計到0時，將從RELOAD寄存器中自動重裝載定時初值。只要不把它在SysTick控制及狀態寄存器中的使能位清除，就永不停息。
Q：為什么要設置SysTick定時器？
（1）產生操作系統的時鐘節拍
SysTick定時器被捆綁在NVIC中，用于產生SYSTICK異常（異常號：15）。在以前，大多操作系統需要一個硬件定時器來產生操作系統需要的滴答中斷，作為整個系統的時基。因此，需要一個定時器來產生周期性的中斷，而且最好還讓用戶程序不能隨意訪問它的寄存器，以維持操作系統“心跳”的節律。
（2）便于不同處理器之間程序移植。
Cortex‐M3處理器內部包含了一個簡單的定時器。因為所有的CM3芯片都帶有這個定時器，軟件在不同 CM3器件間的移植工作得以化簡。該定時器的時鐘源可以是內部時鐘（FCLK，CM3上的自由運行時鐘），或者是外部時鐘（ CM3處理器上的STCLK信號）。
不過，STCLK的具體來源則由芯片設計者決定，因此不同產品之間的時鐘頻率可能會大不相同，你需要檢視芯片的器件手冊來決定選擇什么作為時鐘源。SysTick定時器能產生中斷，CM3為它專門開出一個異常類型，并且在向量表中有它的一席之地。它使操作系統和其它系統軟件在CM3器件間的移植變得簡單多了，因為在所有CM3產品間對其處理都是相同的。
（3）作為一個鬧鈴測量時間。
SysTick定時器除了能服務于操作系統之外，還能用于其它目的：如作為一個鬧鈴，用于測量時間等。要注意的是，當處理器在調試期間被喊停（halt）時，則SysTick定時器亦將暫停運作。
Q：Systick如何運行？
首先設置計數器時鐘源，CTRL->CLKSOURCE（控制寄存器）。設置重載值（RELOAD寄存器），清空計數寄存器VAL（就是下圖的CURRENT）。置CTRL->ENABLE位開始計時。
如果是中斷則允許Systick中斷，在中斷例程中處理。如采用查詢模式則不斷讀取控制寄存器的COUNTFLAG標志位，判斷是否計時至零。或者采取下列一種方法
當SysTick定時器從1計到0時，它將把COUNTFLAG位置位；而下述方法可以清零之：
1. 讀取SysTick控制及狀態寄存器（STCSR）
2. 往SysTick當前值寄存器（STCVR）中寫任何數據
只有當VAL值為0時，計數器自動重載RELOAD。
Q：如何使用SysTicks作為系統時鐘？
SysTick 的最大使命，就是定期地產生異常請求，作為系統的時基。OS都需要這種“滴答”來推動任務和時間的管理。如欲使能SysTick異常，則把STCSR.TICKINT置位。另外，如果向量表被重定位到SRAM中，還需要為SysTick異常建立向量，提供其服務例程的入口地址。
總結
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