STM32的SYSTICK 定時器(系統滴答定時器)
什麼是SysTick？
這是一個24位的系統節拍定時器system tick timer,SysTick,具有自動過載和溢位中斷功能，所有基於Cortex_M3處理器的微控制器都可以由這個定時器獲得一定的時間間隔。
SysTick作用
在單任務引用程式中，因為其架構就決定了它執行任務的序列性，這就引出一個問題：當某個任務出現問題時，就會牽連到後續的任務，進而導致整個系統崩潰。
要解決這個問題，可以使用實時作業系統（RTOS）.因為RTOS以並行的架構處理任務，單一任務的崩潰並不會牽連到整個系統。這樣使用者出於可靠性的考慮可能就會基於RTOS來設計自己的應用程式。SYSTICK存在的意義就是提供必要的時鐘節拍，為RTOS的任務排程提供一個有節奏的“心跳”。
微控制器的定時器資源一般比較豐富，比如STM32存在8個定時器，為啥還要再提供一個SYSTICK？
原因就是所有基於ARM Cortex_M3核心的控制器都帶有SysTick定時器，這樣就方便了程式在不同的器件之間的移植。而使用RTOS的第一項工作往往就是將其移植到開發人員的硬體平臺上，由於SYSTICK的存在無疑降低了移植的難度。
SysTick定時器除了能服務於作業系統之外，還能用於其它目的：如作為一個鬧鈴，用於測量時間等。
要注意的是，當處理器在除錯期間被喊停（halt）時，則SysTick定時器亦將暫停運作。
SysTick時鐘的選擇
SysTick暫存器說明在《Cortex-M3權威指南》（chap8.SysTick定時器章節）有說明
使用者可以在位於Cortex_M3處理器系統控制單元中的系統節拍定時器控制和狀態暫存器（SysTick control and status register ,SCSR）選擇systick 時鐘源。如將SCSR中的CLKSOURCE位置位，SysTick會在CPU頻率下執行；而將CLKSOUCE位清除則SysTick會以CPU主頻的1/8頻率執行。
3.5版本的庫函式與以往的有所區別
不存在stm32f10x_systick.c檔案，故原來的一些函式也不存在，比如SysTick_SetReload(u32 reload);SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState);等
在3.5版本的庫函式中與systick相關的函式只有兩個
第一個，SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h標頭檔案中進行定義的。
第二個，void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，在misc.c檔案中定義的。
SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h
主要的作用：
1、初始化systick
2、開啟systick
3、開啟systick的中斷並設定優先順序
4、返回一個0代表成功或1代表失敗
注意：
Uint32_t ticks即為重灌值，
這個函式預設使用的時鐘源是AHB，即不分頻。
要想分頻，呼叫void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，
但是要注意函式呼叫的次序，先SysTick_Config(uint32_t ticks)，
後SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)函式說明：
1 /* 2 * @briefInitialize and start the SysTick counter and its interrupt. 3 * @param ticks number of ticks between two interrupts 4 * @return1 = failed, 0 = successful 5 * Initialise the system tick timer and its interrupt and start the 6 * system tick timer / counter in free running mode to generate 7 * periodical interrupts. 8 */ 9 static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks) 10 { 11 if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)return (1); 12 /* Reload value impossible */重灌載值必須小於0XFF FFFF,因為這是一個24位的遞減計數器 13 14 SysTick->LOAD= (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; 15 /* set reload register *///設定重灌載值， 16 SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定義見後面 17 NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); 18 /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */ 19 SysTick->VAL = 0; 20 /* Load the SysTick Counter Value */ 21 SysTick->CTRL= SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |//配置 CTRL暫存器，選擇核心時鐘FCLK為時鐘源（STM32 的FCLK為72M） 22 SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |//開啟SysTick中斷 23 SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //SysTick使能 24 /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */ 25 return (0); 26 /* Function successful */ 27 }
與systick相關的暫存器定義
1 /** @addtogroup CMSIS_CM3_SysTick CMSIS CM3 SysTick 2 memory mapped structure for SysTick 3 @{ 4 */ 5 typedef struct 6 { 7 __IO uint32_t CTRL; /*!< Offset: 0x00SysTick Control and Status Register */ 8 __IO uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x04SysTick Reload Value Register */ 9 __IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x08SysTick Current Value Register */ 10 __Iuint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x0CSysTick Calibration Register */ 11 } SysTick_Type;
與systick暫存器相關的暫存器及位的巨集定義
/* SysTick Control / Status Register Definitions */控制/狀態暫存器 #defineSysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos16 /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */ #define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk (1ul << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos) /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */ 溢位標誌位 #define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2 /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */ #define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos) /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */時鐘源選擇位，0=外部時鐘；1=核心時鐘 #define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos 1 /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */ #define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos) /*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */異常請求位 #define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos 0 /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */ #define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos) /*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask */使能位 /* SysTick Reload Register Definitions */ #define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos 0 /*!< SysTick LOAD: RELOAD Position */ #define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos) /*!< SysTick LOAD: RELOAD Mask */ /* SysTick Current Register Definitions */ #define SysTick_VAL_CURRENT_Pos 0 /*!< SysTick VAL: CURRENT Position */ #define SysTick_VAL_CURRENT_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos) /*!< SysTick VAL: CURRENT Mask */ /* SysTick Calibration Register Definitions */ #define SysTick_CALIB_NOREF_Pos 31 /*!< SysTick CALIB: NOREF Position */ #define SysTick_CALIB_NOREF_Msk (1ul << SysTick_CALIB_NOREF_Pos) /*!< SysTick CALIB: NOREF Mask */ #define SysTick_CALIB_SKEW_Pos 30 /*!< SysTick CALIB: SKEW Position */ #define SysTick_CALIB_SKEW_Msk (1ul << SysTick_CALIB_SKEW_Pos) /*!< SysTick CALIB: SKEW Mask */ #define SysTick_CALIB_TENMS_Pos 0 /*!< SysTick CALIB: TENMS Position */ #define SysTick_CALIB_TENMS_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos) /*!< SysTick CALIB: TENMS Mask */ /*@}*/ /* end of group CMSIS_CM3_SysTick */
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
作用：
選擇systick的時鐘源，AHB時鐘或AHB的8分頻
庫函式中預設使用的是AHB時鐘（在SysTick_Config()函式中設定），即72MHz
函式說明：
/** * @briefConfigures the SysTick clock source. * @paramSysTick_CLKSource: specifies the SysTick clock source. * This parameter can be one of the following values: * @arg SysTick_CLKSource_HCLK_Div8: AHB clock divided by 8 selected as SysTick clock source. * @arg SysTick_CLKSource_HCLK: AHB clock selected as SysTick clock source. * @retval None */ 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; } }
Systick時鐘源的定義：
/** @defgroup SysTick_clock_source * @{ */ #define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)//將控制狀態暫存器的第二位置0，即用外部時鐘源 #define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)//將控制狀態暫存器的第二位置1，即用核心時鐘 #define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \ ((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))
與systick相關的暫存器的說明
SysTick暫存器說明在《Cortex-M3權威指南》（chap8.SysTick定時器章節）有說明
Systick使用實踐
Systick定時時間的設定：
重灌載值=systick 時鐘頻率(Hz)X想要的定時時間（S）
如果時鐘頻率為：AHB的8分頻；AHB=72MHz那麼systick的時鐘頻率為72/8MHz=9MHz
若要定時1秒，則重灌載值=9000000X1=9000000，呼叫函式：SysTick_Config(9000000X1);
若要定時1毫秒，重狀態值=9000000X0.001=90000，呼叫函式：SysTick_Config(9000000/1000);
Systick的中斷處理函式
在startup_stm32f10x_hd.s啟動檔案中有定義。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
根據需要直接編寫中斷處理函式即可：
Void SysTick_Handler (void)
{ ;}
注意：
如果在工程中，加入了stm32f10x_it.c,而又在主函式中編寫中斷函式，則會報錯。
因為在stm32f10x_it.c檔案中，也有這個中斷函式的宣告，只是內容是空的。
/** * @briefThis function handles SysTick Handler. * @paramNone * @retval None */ void SysTick_Handler(void) { }
中斷優先順序的修改
在呼叫SysTick_Config(uint32_t ticks)之後，呼叫 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。這個函式在core_cm3.h標頭檔案中。
具體內容如下：
/** * @briefSet the priority for an interrupt * @paramIRQn The number of the interrupt for set priority * @parampriorityThe priority to set * Set the priority for the specified interrupt. The interrupt * number can be positive to specify an external (device specific) * interrupt, or negative to specify an internal (core) interrupt. * Note: The priority cannot be set for every core interrupt. */ static __INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority) { if(IRQn < 0) { SCB->SHP[((uint32_t)(IRQn) & 0xF)-4] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for Cortex-M3 System Interrupts */ else { NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for device specific Interrupts*/ }
下面以一個例項來說明：
利用systick來實現以1秒的時間間隔，閃亮一個LED指示燈，指示燈接在GPIOA.8，低電平點亮。
#include "stm32f10x.h" //函式宣告 void GPIO_Configuration(void);//設定GPIOA.8埠 u32 t;//定義一個全域性變數 int main(void) { // SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); SysTick_Config(9000000); SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); GPIO_Configuration(); while(1); } //GPIOA.8設定函式 void GPIO_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;//定義一個埠初始化結構體 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//開啟GPIOA口時鐘 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//設定為推輓輸出 GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//設定輸出頻率50M GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//指定第8腳 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA.8 GPIO_SetBits( GPIOA,GPIO_Pin_8);//置高GPIOA.8，關閉LED } //systick中斷函式 void SysTick_Handler(void) { t++; if(t>=1) { if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==1) {GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);} } if(t>=2) { if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0) {GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);} t=0; } }
總結：
1、要使用systick定時器，只需呼叫SysTick_Config(uint32_t ticks)函式即可，
函式自動完成：重灌載值的裝載，時鐘源選擇，計數暫存器復位，中斷優先順序的設定(最低)，開中斷，開始計數的工作。
2、要修改時鐘源呼叫SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，也可按照SysTick_Config()中預設設定FCLK不變。
3、要修改中斷優先順序呼叫
void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
應用說明：
1、因systick是一個24位的定時器，故重灌值最大值為2的24次方=16 777 215，
要注意不要超出這個值。
2、systick是cortex_m3的標配，不是外設。故不需要在RCC暫存器組開啟他的時鐘。
3、每次systick溢位後會置位計數標誌位和中斷標誌位，計數標誌位在計數器重灌載後被清除，而中斷標誌位也會隨著中斷服務程式的響應被清除，所以這兩個標誌位都不需要手動清除。
4、採用使用庫函式的方法，只能採用中斷的方法響應定時器計時時間到，如要採用查詢的方法，那隻能採用設定systick的暫存器的方法，具體操作以後再做分析。