stm32學(xué)習(xí)筆記之SysTick的思考
首先我們要明白什么是SysTick定時(shí)器？
Sys 系統(tǒng) ，tick 滴答聲 ，系統(tǒng)滴答滴答很形象地表示了它是一個(gè)系統(tǒng)節(jié)拍器。SysTick 是一個(gè)24 位的倒計(jì)數(shù)定時(shí)器，當(dāng)計(jì)到0 時(shí)，將從RELOAD 寄存器中自動(dòng)重裝載定時(shí)初值。只要不把它在SysTick 控制及狀態(tài)寄存器中的使能位清除，就永不停息。
為什么要設(shè)置SysTick定時(shí)器？
（1）產(chǎn)生操作系統(tǒng)的時(shí)鐘節(jié)拍
SysTick定時(shí)器被捆綁在NVIC中，用于產(chǎn)生SYSTICK異常（異常號(hào)：15）。在以前，大多操作系統(tǒng)需要一個(gè)硬件定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生操作系統(tǒng)需要的滴答中斷，作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基。因此，需要一個(gè)定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生周期性的中斷，而且最好還讓用戶程序不能隨意訪問(wèn)它的寄存器，以維持操作系統(tǒng)“心跳”的節(jié)律。SysTick的最大使命，就是定期地產(chǎn)生異常請(qǐng)求，作為系統(tǒng)的時(shí)基。OS都需要這種“滴答”來(lái)推動(dòng)任務(wù)和時(shí)間的管理。
（2）便于不同處理器之間程序移植。
Cortex‐M3處理器內(nèi)部包含了一個(gè)簡(jiǎn)單的定時(shí)器。因?yàn)樗械腃M3芯片都帶有這個(gè)定時(shí)器，軟件在不同 CM3器件間的移植工作得以化簡(jiǎn)。該定時(shí)器的時(shí)鐘源可以是內(nèi)部時(shí)鐘（FCLK，CM3上的自由運(yùn)行時(shí)鐘），或者是外部時(shí)鐘（ CM3處理器上的STCLK信號(hào)）。不過(guò)，STCLK的具體來(lái)源則由芯片設(shè)計(jì)者決定，因此不同產(chǎn)品之間的時(shí)鐘頻率可能會(huì)大不相同，你需要檢視芯片的器件手冊(cè)來(lái)決定選擇什么作為時(shí)鐘源。SysTick定時(shí)器能產(chǎn)生中斷，CM3為它專門(mén)開(kāi)出一個(gè)異常類(lèi)型，并且在向量表中有它的一席之地。它使操作系統(tǒng)和其它系統(tǒng)軟件在CM3器件間的移植變得簡(jiǎn)單多了，因?yàn)樵谒蠧M3產(chǎn)品間對(duì)其處理都是相同的。
（3）作為一個(gè)鬧鈴測(cè)量時(shí)間。
SysTick定時(shí)器還可以用作鬧鐘，作為啟動(dòng)一個(gè)特定任務(wù)的時(shí)間依據(jù)。它作為一個(gè)鬧鈴，用于測(cè)量時(shí)間。要注意的是，當(dāng)處理器在調(diào)試期間被喊停（halt）時(shí)，則SysTick定時(shí)器亦將暫停運(yùn)作。
再來(lái)看看SysTick的用法
（1）我們對(duì)一個(gè)系統(tǒng)編程，老說(shuō)編程編程什么的，到底我們?cè)诰幨裁闯?？?dāng)然這個(gè)問(wèn)題要探討起來(lái)可能有點(diǎn)遠(yuǎn)了。我來(lái)說(shuō)說(shuō)對(duì)SysTick的編程，對(duì)單片機(jī)的編程不過(guò)就是對(duì)單片機(jī)里面的寄存器進(jìn)行控制，使整個(gè)軟硬件系統(tǒng)處于一種在你的掌控之下的狀態(tài)。這就是了嘛，現(xiàn)在我是頭，我對(duì)我的手下下達(dá)一些指令，讓它們?nèi)プ鲆恍┦虑?。所以我們想搞清楚怎樣控制SysTick我們還得看我們能對(duì)它的哪些部分可以控制。那些部分就是寄存器。
SysTick有4個(gè)寄存器 ：
寄存器 描述
CTRL SysTick 控制和狀態(tài)寄存器
LOAD SysTick 重裝載值寄存器
VAL SysTick 當(dāng)前值寄存器
CALIB SysTick 校準(zhǔn)值寄存器
對(duì)應(yīng)地在固件函數(shù)庫(kù)中定義了這個(gè)東西
typedef struct
{
vu32 CTRL;
vu32 LOAD;
vu32 VAL;
vuc32 CALIB;
} SysTick_TypeDef;
在這背后，已經(jīng)對(duì)定義的寄存器進(jìn)行了一個(gè)地址映射。當(dāng)我們操控我們定義的寄存器時(shí)實(shí)際上已是通過(guò)那種映射關(guān)系操控了芯片內(nèi)部的值。其實(shí)在STM32中對(duì)寄存器的操作都是通過(guò)這種方式進(jìn)行的。
具體的映射過(guò)程如下，我們可以看一下：
#define SCS_BASE ((u32)0xE000E000)
#define SysTick_BASE (SCS_BASE + 0x0010)
#ifndef DEBUG
...
#ifdef _SysTick
#define SysTick ((SysTick_TypeDef *) SysTick_BASE)
#endif
...
#else
...
#ifdef _SysTick
EXT SysTick_TypeDef *SysTick;
#endif
...
#endif
#ifdef _SysTick
SysTick = (SysTick_TypeDef *) SysTick_BASE;
#endif
為了訪問(wèn)SysTick寄存器，, _SysTick必須在文件“stm32f10x_conf.h”中定義如下：
#define _SysTick
映射過(guò)程就不作討論了?？傔@這樣映射的結(jié)果是我們能直接使用SysTick。那就來(lái)看一下有關(guān)寄存器的設(shè)置。
（2）SysTick里的寄存器我也簡(jiǎn)單地把它理解為是一個(gè)32位數(shù)。
這里有一張圖：
在最新的STM32固件庫(kù)中的core_cm3.c中提供了這樣一個(gè)函數(shù)來(lái)供我們配置SysTick，當(dāng)我們須要用到SysTick時(shí)調(diào)用它就可以了:
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)//ticks 是要重裝載的值
{
if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1);
SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);
SysTick->VAL = 0;
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
return (0);
}
總結(jié)：在配置過(guò)程對(duì)CTRL//LOAD/VAL三個(gè)寄存器進(jìn)行了配置，初始化了SysTick使用的時(shí)鐘，清除系統(tǒng)當(dāng)前值，裝入重裝值，使能SysTick,使SysTick能響應(yīng)中斷，說(shuō)了半天其實(shí)就這一句話。在主程序中調(diào)用SysTick_Configuration( uint32_t ticks ),輸入重裝值就配置完成了。
（3）SysTick 的中斷處理函數(shù)在stm32f10x_it.c
函數(shù)原型為void SysTick_Handler(void)
{
// user code
}
用戶只要把須要處理的程序填入這里就完成啦。
例子：
正如上面敘述，SysTick的使用為：
（1）配置SysTick
（2）寫(xiě)中斷函數(shù)
我們產(chǎn)生1ms的廷時(shí)：
在我們自己編寫(xiě)的main.c中有：
//前面的省略 ……
Volatile unsigned int TimingDelay ; //定義一個(gè)全局變量，用于計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)值
//中間部分省略……
void Delay_Ms( uint32_t nTime ) //我們須要的廷時(shí)函數(shù)
{
TimingDelay = nTime ; //把廷時(shí)值賦值給TimingDelay;
while( TimingDelay != 0 ); //等待計(jì)時(shí)時(shí)間到，在SysTick的中斷函數(shù)
//中每1ms對(duì)TimingDelay減1
}
int main(void)
{
//配置電源
//配置GPIO
//配置NVIC 等等
while( SysTick_Configuration( 72000 ) != 0 ) ; //配置SysTick，裝入倒數(shù)值，我
//們假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘為72MHz,則
//要定時(shí)1ms，輸入的倒數(shù)值為
//72000
while(1)
{
//user code
}
}
在stm32f10x_it.c中：
//前面省略 ……
extern volatile unsigned int TimingDelay;
void SysTick_Handler(void)
{
// user code
TimingDelay--;
}
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