STM32 的系统滴答定时器( Systick) 彻底研究解读

作者：王健

前言

SysTick 比起那些 TIM 定时器可以说简单多啦~~~~~哥的心情也好了不少，嘎嘎！！

ARM Cortex-M3 内核的处理器内部包含了一个 SysTick 定时器，它是一个24 位的倒计数定时器，注意，是倒计数！

当计到 0 时它就会从 LOAD 寄存器中自动重装载定时初值。只要不把 CTRL 寄存器中的 ENABLE 为清 0，它就永不停息！

遗憾的是，SysTick 定时器在《STM32 参考手册》里一个屁都没放，只有在《ARM Cortex-M3 技术参考手册》和《ARM Cortex-M3 权威指南》才找到相关寄存器的介绍。

一、SysTick 的时钟来源

我们先来看看 STM32 的时钟树

The RCC feeds the Cortex System Timer (SysTick) external clock with the AHB clock(HCLK) divided by 8.

The SysTick can work either with this clock or with the Cortex clock(HCLK), configurable in the SysTick Control and Status Register.

上面这段话的意思是，SysTick的时钟来源可以是HCLK的8分频或就是HCLK，

具体是哪种可通过配置"控制和状态寄存器（CTRL）"来选择。

二、SysTick的寄存器简介

SysTick的寄存器一共有4个。

控制和状态寄存器CTRL（复位值0x00000000）

位段	名称	类型	描述
16	COUNTFLAG	只读	计数到0时置1；读取该位将清0
2	CLKSOURCE	可读可写	时钟来源 0=HCLK/8；1=HCLK
1	TICKINT	可读可写	1=计数到0时产生SysTick异常请求
0	ENABLE	可读可写	使能位，即定时器的开关，1有效

重装值寄存器LOAD（复位值不可预测）

位段	名称	类型	描述
23:0	RELOAD	可读可写	当计数到0时将被重装载的值

当前值寄存器VAL（复位值不可预测）

另外还有一个校准值寄存器CALIB，暂时用不到，先不刁它！

三、SysTick的库函数

1、寄存器定义在哪里？答：在core_cm3.h中！

typedef struct

{

__IO uint32_t CTRL;

__IO uint32_t LOAD;

__IO uint32_t VAL;

__I uint32_t CALIB;

} SysTick_Type;

…

#define SysTick ((SysTick_Type *) SysTick_BASE)

2、函数在哪里？

在V3.3的函数库中关于SysTick的函数只有两个。一个是在misc.C文件中的

SysTick_CLKSourceConfig函数，它是一个时钟源配置函数；另一个是在

core_cm3.h文件中的SysTick_Config函数，它的输入参数只有一个，传给了重装值寄存器LOAD，

另外还将VAL寄存器清0了，此外还将CTRL寄存器中的[2:0] 三位都设为了1，分别是使用HCLK时钟，允许异常请求，开启计数器。

在 misc.C 文件最后有下面一个函数

/**

@功能：配置 SysTick 时钟源
@输入参数： SysTick_CLKSource: 指定SysTick 时钟源.
- 该参数可以是以下其中一个值:
@ SysTick_CLKSource_HCLK_Div8: AHB 时钟 8 分频作为 SysTick 时钟源
@ SysTick_CLKSource_HCLK: AHB 时钟作为 SysTick 时钟源.

void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)

{

/* 参数检查 */ 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;

}

在 core_cm3.h 中有一个 SysTick_Config 函数

/* ############### SysTick 函数 ################### */

#if (!defined (__Vendor_SysTickConfig)) || (__Vendor_SysTickConfig == 0)

/**

@功能初始化并开启 SysTick计数器及其中断
@输入参数 ticks 两次中断间的 ticks 数值
@返回值 1 = 失败, 0 =成功
- 初始化系统滴答定时器及其中断并开启系统滴答定时器在自由运行模式下以产生周期中

断

static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)

{

if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); /* 重装值超过了 24 位，是不可

能的。返回失败值 0 */

SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; /* 设置重装载寄存器 */

NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* 设置优先级 for Cortex-M0 系统中断 */

SysTick->VAL = 0; /* 装载计数器值（当前计数值清 0） */ SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

SysTick_CTRL_TICKINT_Msk| SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /*

使能 SysTick 中断请求和 Systick 定时*/

return (0); /* 成功，返回 0 */

}

#endif

3、编写一个精确延时函数！

鉴于SysTick的寄存器比较少，库函数也没写出啥玩意。所以完全有信心用寄存器的方法写出一个SysTick精确延时函数。偷学了网上的一点程序，写出了如下的函数，比网上的还精简了几行，哈哈！

/* 微秒级精确延时函数 */

void Delay_us(uint32_t n) ////////延时多少微秒，n 就输入多少！

{

SysTick->LOAD=72*n; //装载计数值，因为时钟 72M，72 次在 1μs SysTick->CTRL=0x00000005;//时钟来源设为为 HCLK(72M)，打开定时器while(!(SysTick->CTRL&0x00010000)); //等待计数到 0

SysTick->CTRL=0x00000004;//关闭定时器

}

编写一个点亮LED的函数测试一下。

int main(void)

{

GPIO_Configuration(); while(1)

{

GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_3); //输出高电平

Delay_us(10); //精确延时 10μs

GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_3); //输出低电平