2021/10/13 智能家具 嵌入式实训 第三天 Systick定时器 (4)
Systick定时器是什么?
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
4个Systick寄存器
①CTRL SysTick 控制和状态寄存器 LOAD
②SysTick 自动重装载除值寄存器
③VAL SysTick 当前值寄存器 CALIB
④SysTick 校准值寄存器
SysTick 控制和状态寄存器- CTRL
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();
SysTick 重装载数值寄存器- LOAD
SysTick 当前值寄存器- VAL
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
Systick中断服务函数:
void SysTick_Handler(void);
SysTick_CLKSourceConfig()
在工程中文件夹FWLIB下的misc.c文件中,找到函数: SysTick_CLKSourceConfig()
该函数的功能是配置时钟源。
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; } }
可通过Go To Definition Of “xxx”,找到参数的的定义方式。
#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB) #define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004) #define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \ ((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))
HCLK 八分频
可知有两个时钟源的选择,跟上面说的一样,一个外部/8,一个内部时钟源
#define SysTick ((SysTick_Type *) SysTick_BASE) /*!< SysTick configuration struct */ /再次追溯/ typedef struct { __IO uint32_t CTRL; /*!< Offset: 0x00 SysTick Control and Status Register */ __IO uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x04 SysTick Reload Value Register */ __IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x08 SysTick Current Value Register */ __I uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x0C SysTick Calibration Register */ } SysTick_Type;
这就是对SysTick_Type的定义,之前说的4个寄存器。
在文件:core_cm3.h(这是属于内核级别的)也可找到函数:static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks) { if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); /* Reload value impossible */ SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; /* set reload register */ NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */ 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 */ }
开启systick中断 ticks :时间间隔
过程:开始倒计数->变为0->中断->load->重新计数
用中断的方式实现delay延时
static __IO uint32_t TimingDelay; void Delay(__IO uint32_t nTime) { TimingDelay = nTime; while(TimingDelay != 0); } void SysTick_Handler(void) { if (TimingDelay != 0x00) { TimingDelay--; } } int main(void) { … if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) //systick时钟为HCLK,中断时间间隔1ms /1ms怎么来的呢?就是72000000/1000=72000 然后跟作为SYSTICK的频率72MHZ=72000000的除数得到1000,即1ms/ { while (1); } while(1) { Delay(200);//200ms … } }
在delay文件件下,找到delay.c文件,可找到以下函数:
static u8 fac_us=0; //us延时倍乘数 static u16 fac_ms=0; //ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数 //初始化延迟函数 //当使用OS的时候,此函数会初始化OS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() { #if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS. 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 #if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS. reload=SystemCoreClock/8000000; //每秒钟的计数次数 单位为K reload*=1000000/delay_ostickspersec; //根据delay_ostickspersec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/delay_ostickspersec; //代表OS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/delay_ostickspersec秒中断一次 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK #else fac_ms=(u16)fac_us*1000; //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数 #endif }
上面两个变量是时延被乘数(SysTick要多少次才是1us或1ms),再查看语句fac_us=SystemCoreClock/8000000; //为系统时钟的1/8
这边可得到每9次为1us。
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