stm32f407探索者开发板（十二）——Systick滴答定时器-延时函数讲解-阿里云开发者社区

stm32f407探索者开发板（十二）——Systick滴答定时器-延时函数讲解

2024-07-09 23

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简介： stm32f407探索者开发板（十二）——Systick滴答定时器-延时函数讲解

SysTIck定时器

一、Systick定时器基础知识

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。

二、Systick相关寄存器库函数

2.1 SysTick控制和状态寄存器-CTRL

2.2 SysTick重装载数值寄存器-LOAD

2.3 SysTick当前值寄存器-VAL

三、delay延时函数讲解

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;
  }
}
//#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8    ((uint32_t)0xFFFFFFFB)  HCLK/8
//#define SysTick_CLKSource_HCLK         ((uint32_t)0x00000004)  HCLK

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);      /* Reload value impossible */

  SysTick->LOAD  = ticks - 1;                                  /* set reload register */
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Systick Interrupt */
  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 */
}

对于入口参数的ticks，就是两个定时器周期之间有多少个机器周期

SysTick->LOAD = ticks - 1; 对LOAD寄存器进行装载，前一行就是对入口参数的有效性验证

3.1 用中断的方式实现delay延时

3.2 用查询方法实现delay延时

3.2.1 延时初始化函数

关于延时因子fac_us和fac_ms，如果是选择HCLK8分频，即168M/8=21M，延时1us/ms要多少SysTick的时钟周期

fas_us = 21;fas_ms=21000

static u8  fac_us=0;              //us延时倍乘数        
static u16 fac_ms=0;              //ms延时倍乘数,在os下,代表每个节拍的ms数

//初始化延时函数，一个就是时钟源的选择，另一个就是将两个延时因子确定下来
void delay_init(u8 SYSCLK)
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS             //如果需要支持OS.
  u32 reload;
#endif
  SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 
  fac_us=SYSCLK/8;            //不论是否使用OS,fac_us都需要使用
#if SYSTEM_SUPPORT_OS             //如果需要支持OS.
  reload=SYSCLK/8;            //每秒钟的计数次数 单位为M    
  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168M下,约合0.7989s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
}

3.2.2 us延时函数和xms延时函数

入口参数就是要延时的单位数量（/us）

不能大于2^24-1=798915

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 
}

入口参数就是要延时的单位数量（/ms）

小于798

void delay_xms(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         
}

3.2.3 ms延时函数

入口参数就是要延时的单位数量（/ms）

void delay_ms(u16 nms)
{    
  u8 repeat=nms/540;            //这里用540,是考虑到某些客户可能超频使用,
                      //比如超频到248M的时候,delay_xms最大只能延时541ms左右了
  u16 remain=nms%540;
  while(repeat)
  {
    delay_xms(540);
    repeat--;
  }
  if(remain)delay_xms(remain);
}

540的意识是一个单位，目的是为了更长的延时

如果我要延时1000ms，即：1540+460，如果是2000ms,即3540+380