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ARM嵌入式学习笔记（四） Systick（嘀嗒定时器）_arm systick

作者：Guff_9hys | 2024-06-25 08:59:57

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arm systick

1.前言

上一篇文章介绍了按键的外部中断方式控制LED的亮灭，这篇文章我们来介绍一下STM32单片机中的Systick嘀嗒定时器的部分，使用嘀嗒定时器来控制两个LED灯的交替闪烁。同样地，我们所使用的硬件设备仍然是STM32RCT6单片机等基础设备，关于单片机的原理图以及LED灯的引脚在前文均已详细介绍，这里我们就不再赘述。

2.Systick详解

什么是Systick

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。

Systick的信号来源于系统时钟，不分频为72MHz，8分频为9MHz，从下图的时钟树就可以看出来：

4个与Systick相关的寄存器：

CTRL         SysTick 控制和状态寄存器
LOAD         SysTick 自动重装载除值寄存器
VAL            SysTick 当前值寄存器
CALIB        SysTick 校准值寄存器

在代码中它们是这样定义的：

typedef struct
{
__IO uint32_t CTRL;
__IO uint32_t LOAD;
__IO uint32_t VAL;
__I uint32_t CALIB;
} SysTick_Type;

四个寄存器分别详细构成如下：

1.控制及状态寄存器（CTRL）

2.重装载数值寄存器（LOAD）

3.当前数字寄存器（VAL）

4.校准数值寄存器（CALIB）

3.软件部分

Systick初始化

Systick初始化使用的函数为：

SysTick_Init（void）；

这个函数的具体内容是这样的：

  1. void SysTick_Init(void)
  2. {
  3. 	
  4. 	if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))
  5. 	{ 
  6. 		/* Capture error */ 
  7. 		while (1);
  8. 	}
  9. 	SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  10. }

这里先有一个If语句对系统时钟进行判定，若系统时钟正常，那么就先关闭嘀嗒定时器，等待延时后再开启；若系统时钟异常，那么直接进入while（1）循环，程序跑死。这里的SystemCoreClock是对系统时钟源的宏定义，用于选择对应的系统时钟。

Systick_config函数

  1. static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
  2. { 
  3.   if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */
  4.                                                                
  5.   SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */
  6.   NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
  7.   SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  8.   SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | 
  9.                    SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   | 
  10.                    SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
  11.   return (0);                                                  /* Function successful */
  12. }

SysTick_Config的参数，其实就是一个时钟次数，叫systick重装定时器的值。意思就是我要多少个1/fosc 时间后中断一下。

SysTick_Config()函数内部主要是对SysTick寄存器的控制, 最主要是修改其中的重载计数值，然后设置中断优先级，配置控制寄存器。

 Systick中断

SysTick中断属于系统异常向量，在 stm32f10x_it.c文件中已经默认有了它的中断服务函数 SysTick_Handler()，但内容为空，在这里我们可以添加进我们想要写入的函数或指令。

  1. void SysTick_Handler(void)
  2. {
  3.   TimingDelay_Decrement();
  4. }
  1. void TimingDelay_Decrement(void)
  2. {
  3. 	if (TimingDelay != 0x00)
  4. 	{ 
  5. 		TimingDelay--;
  6. 	}
  7. }

比如我们这里写入了一个TimingDelay_Decrement（）函数，这个函数里就是一个变量TimingDelay的自减。

Delay_us函数

  1. void Delay_us(__IO u32 nTime)
  2. { 
  3. 	TimingDelay = nTime;	
  4.  
  5. 	SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  6.  
  7. 	while(TimingDelay != 0);
  8.  
  9. 	SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  10. }

这个函数只有一个输入参数nTime，代表要延时的微秒数，再赋值给TimingDelay，通过上述的TimingDelay_Decrement（）函数进行自减，自减至0后，停止延时，这样就实现了一个软件延时的功能。

4.完整代码

Main.c

  1. #include "stm32f10x.h"
  2. #include "bsp/led/bsp_led.h"
  3. #include "bsp/beep/bsp_beep.h"
  4. #include "bsp/systick/bsp_SysTick.h"
  5.  
  6. static uint16_t timecount;
  7.  
  8. int main(void)
  9. { 
  10.   LED_GPIO_Init();
  11.   
  12.   SysTick_Init();
  13.   
  14.   timecount=0;
  15.   
  16.   while (1)
  17.   { 
  18.     Delay_ms(10);
  19.       
  20.     timecount++;
  21.     
  22.     if(timecount==50)
  23.     {
  24.       LED1_ON;
  25. 			LED2_OFF;
  26.     }
  27.     if(timecount==100)
  28.     {
  29. 			LED1_OFF;
  30.       LED2_ON;
  31.       timecount=0;
  32.     }    
  33.   }
  34. }
  35.

Main函数里面主要是LED和Systick的初始化，在while(1)死循环中进行延时，每隔10ms，timecount就累计加1，计数分别到达50次和100次后，两个LED灯状态分别进行改变。这样就实现了两个LED灯交替闪烁的现象。

bsp_Systick.c

  1. #include "bsp/systick/bsp_SysTick.h"
  2.  
  3. static __IO u32 TimingDelay;
  4.  
  5. void SysTick_Init(void)
  6. {
  7. 	if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000))
  8. 	{ 
  9. 		/* Capture error */ 
  10. 		while (1);
  11. 	}
  12. 	SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  13. }
  14.  
  15. void Delay_us(__IO u32 nTime)
  16. { 
  17. 	TimingDelay = nTime;	
  18.  
  19. 	SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  20.  
  21. 	while(TimingDelay != 0);
  22.   
  23. 	SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
  24. }
  25.  
  26. void TimingDelay_Decrement(void)
  27. {
  28. 	if (TimingDelay != 0x00)
  29. 	{ 
  30. 		TimingDelay--;
  31. 	}
  32. }
  33.

bsp_Systick.c中主要是上述所说的Systick初始化部分以及延时函数Delay_us（）的定义，在前文均已详细阐述。

bsp_Systick.h

  1. #ifndef __BSP_SYSTICK_H__
  2. #define __BSP_SYSTICK_H__
  3.  
  4. #include <stm32f10x.h>
  5.  
  6. #define Delay_ms(x) Delay_us(1000*x)	
  7.  
  8. void SysTick_Init(void);
  9. void TimingDelay_Decrement(void);
  10. void Delay_us(__IO u32 nTime);
  11.  
  12. #endif 
  13.  
  14.

bsp_Systick.h文件中就是前文所说的函数的声明，同时宏定义了一个Delay_ms(x)，将微秒延时单位转换为毫秒延时。

5.实验效果

Systick定时器控制LED灯的交替闪烁

6.结束语

本次实验讲解了使用Stm32的Systick定时器控制LED灯的交替闪烁，这也是STM32单片机比较核心的一部分内容，涉及软件的延时部分，希望以上内容对各位朋友有所帮助。

最后，欢迎大家在评论区留言批评指正。谢谢！

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