零死角玩转stm32初级篇6-Systick（操作系统的心脏）

一.Systick相关基本概念

1.什么是Systick

在STM32单片机中，Systick是一个系统定时器，也就是系统时钟的另一种计时方式。它可以让我们方便地进行时间延迟和定时操作。Systick定时器是一个24位的自由运行倒计时器，其自动重载值寄存器为0xFFFFFF，计数器到达该值后会自动重新加载。它可以通过编程配置定时器中断、延时等功能，常用于精确定时、周期定时等场合。此外，Systick还可以被用来作为操作系统的时基，如FreeRTOS。当然，作为内核定时器，它也可以用于其他的系统调度操作，比如软件看门狗等。 — 解释来源于ChartGPT

在《零死角玩转 STM32 》这本电子书上也有一些相关的概念:

• SysTick 定时器被捆绑在 NVIC 中，用于产生 SysTick 异常（异常号：15）。
• Cortex-M3 在内核部分包含了一个简单的定时器—— SysTick timer(简化移植)。
• 在 STM32 中 SysTick 以 HCLK(AHB 时钟)或 HCLK/8 作为运行时钟。
• SysTick 定时器除了能服务于操作系统之外，还能用于其它目的：如作为一个闹铃，用于测量时间等。
• SysTick 定时器采用计数方式, STK_VAL表示当前计数值寄存器;STK_LOAD表示重载寄存器，计数器开始后STK_VAL计数器的数字向下减1,直至为0，触发异常，在中断服务函数中处理定时任务；并且硬件会将STK_LOAD寄存器中保存的值重新加载到STK_VAL中，再次循环。

2.配置Systick

当然，要使 SysTick 进行定时工作必须要进行 SysTick 进行配置。它的控制配置很简单，只有三个控制位和一个标志位，都位于寄存器 STK_CTRL（SysTick control and status register ） 中，如下图所示。

• Bit0: ENABLE

为 SysTick timer 的使能位 ，此位为 1 的时候使能 SysTick timer，此位为 0的时候关闭 SysTick timer。

• Bit1： TICKINT

为异常触发使能位 ，此位为 1 的时候并且 STK_VAL 计数至 0 时会触发SysTick 异常，此位被配置为 0 的时候不触发异常。

• Bit2： CLKSOURCE

为 SysTick 的时钟选择位 ，此位为 1 的时候 SysTick 的时钟为 AHB 时钟，此位为 0 的时候 SysTick 时钟为 AHB/8（AHB 的八分频）( 是否需要进行分频 )。

• Bit16： COUNTFLAG

为计数为 0 标志位 ，若 STK_VAL 计数至 0，此标志位会被置 1。

与 SysTick 控制相关的所有寄存器如下图所示，其中上面没有介绍的STK_CALIB 寄存器是用于校准的，不常用。

二. SysTick 精确延时

每1s亮一次LED。

• SysTick.h

#ifndef	__SysTick_h
#define __SysTick_h
#include "stm32f10x.h"
void SysTick_Init(void);
void Delay_ms(u32);
#endif

• SysTick.c

#include "SysTick.h"
__IO u32 TimingDelay;// 初始化SysTick
void SysTick_Init(){// SystemCoreClock/1000 1ms中断一次// SystemCoreClock/100000 10us中断一次// SystemCoreClock/1000000 1us 中断一次if(SysTick_Config(SystemCoreClock/1000)){// 配置SysTick_Config用于配置SysTickwhile(1);// 如果配置不成功，就会进入死循环}// 关闭滴答定时器SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;}void Delay_ms(__IO u32 nTime){TimingDelay = nTime;// 初始化TimingDelay// 使能滴答定时器SysTick -> CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;// 开启滴答计时while(TimingDelay !=0);// 判断TimingDelay是否为0}

• main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "SysTick.h"int main(void){// 初始化LEDledInit();// 初始化定时器SysTick_Init();while(1){// 每1s亮一次LEDDelay_ms(1000);ledOnOrOff(LED_ON);Delay_ms(1000);ledOnOrOff(LED_OFF);}
}

• stm32f10x_it.c

本实验例子中，使用时钟源为 AHB 时钟，其频率被配置为 72MHz(SystemFrequency = 72000000)。当调用函数时，把 ticks 赋值为 ticks=SystemFrequency / 1000 =72000，表示72000个时钟周期中断一次；（1/f）是时钟周期的时间，此时(1/f =1/72 us )，所以根据公式T=ticks*(1/f)最终定时总时间 T=72000*(1/72)，为 7200个时钟周期，正好是 1000us = 1ms。

• SystemFrequency 依据源码可得

SysTick 定时器的定时时间(配置为触发中断，即为 中断周期 )，由 ticks 参数决定，最大定时周期不能超过 2 24 个。以下是几种常用的中断周期配置，就是根据上面的公式计算出来的。( 注意时钟为AHB )

在前面基础知识哪里说道 SysTick 的时钟是可以进行修改的，可以变成8分频,我们可以使用SysTick_CLKSourceConfig（） 进行修改，也可以直接对 SysTick_Config() 函数的代码进行修改。

• SysTick_CLKSourceConfig（）源码

• 进行8分频

• SysTick_Config()的源码

代码中使用到了宏 SysTick_LOAD_RELOAD_Msk ，与其它库函数类似，这个宏是用来指示寄存器的特定位置或进行位屏蔽用的。

• 寄存器位指示宏和位屏蔽宏 ( 野火给这两类宏取的两个名字而已，官网没有这个说法! )

其中的寄存器位指示宏 ： SysTick_xxx_Pos ，宏展开后即为 xxx 在相应寄存器中的位置，如控制 SysTick 时钟源的 SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos ，宏展开为 2 ，这个寄存器位正是在寄存器 STK_CTRL 中的 Bit2 。

而寄存器位屏蔽宏 ： SysTick_xxx_Msk ，宏展开是 xxx 的位全部置 1 后，左移 SysTick_xxx_Pos 位。如控制 SysTick 时钟源的SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk ，宏展开为 (1ul <<SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos) ，把无符号长整型数值(ul) 1 左移 2 位，得到了一个只有 Bit2:CLKSOURCE 位被置 1，其它位为 0 的数值，这样的数值配合位操作 &(按位与)、| (按位或)可以很方便地修改寄存器的某些位。假如控制 CLKSOURCE 需要四个寄存器位(1111->8+4+2+1=f)，这个宏就应该被改为(0xf ul <<SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos) ，这样就会得到一个关于 CLKSOURCE 的四位被置 1 的值，这些宏的参数就是这样被确定的。

• 通过上面的解释在来看一下，下面通过修改SysTick_Config()源代码为AHB8分频的代码，就一目了然:

三.源代码

微信公众号,回复 滴答定时器源码 既可以获取本篇博文的源代码，如果有什么问题，后台留言我看见会第一时间回复你的喔。