什么是SYSTICK:
这是一个24位的系统节拍定时器system TIck TImer,SysTIck,具有自动重载和溢出中断功能,所有基于Cortex_M3处理器的微控制器都可以由这个定时器获得一定的时间间隔。
作用:
在单任务引用程序中,因为其架构就决定了它执行任务的串行性,这就引出一个问题:当某个任务出现问题时,就会牵连到后续的任务,进而导致整个系统崩溃。要解决这个问题,可以使用实时操作系统(RTOS).
因为RTOS以并行的架构处理任务,单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于RTOS来设计自己的应用程序。这样SYSTICK存在的意义就是提供必要的时钟节拍,为RTOS的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。
微控制器的定时器资源一般比较丰富,比如STM32存在8个定时器,为啥还要再提供一个SYSTICK?原因就是所有基于ARM Cortex_M3内核的控制器都带有SysTick定时器,这样就方便了程序在不同的器件之间的移植。而使用RTOS的第一项工作往往就是将其移植到开发人员的硬件平台上,由于SYSTICK的存在无疑降低了移植的难度。
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。
要注意的是,当处理器在调试期间被喊停(halt)时,则SysTick定时器亦将暂停运作。
时钟的选择:
用户可以在位于Cortex_M3处理器系统控制单元中的系统节拍定时器控制和状态寄存器(SysTick control and status register ,SCSR)选择systick 时钟源。如将SCSR中的CLKSOURCE位置位,SysTick会在CPU频率下运行;而将CLKSOUCE位清除则SysTick会以CPU主频的1/8频率运行。
3.5版本的库函数与以往的有所区别
不存在stm32f10x_systick.c文件,故原来的一些函数也不存在,比如SysTick_SetReload(u32 reload);SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState);等
在3.5版本的库函数中与systick相关的函数只有两个
第一个,SysTick_Config(uint32_t ticks),在core_cm3.h头文件中进行定义的。
第二个,void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource),在misc.c文件中定义的。
SysTick_Config(uint32_t ticks),在core_cm3.h
主要的作用:
1、初始化systick
2、打开systick
3、打开systick的中断并设置优先级
4、返回一个0代表成功或1代表失败
注意:
Uint32_t ticks 即为重装值,
这个函数默认使用的时钟源是AHB,即不分频。
要想分频,调用void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource),
但是要注意函数调用的次序,先SysTick_Config(uint32_t ticks),
后SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
函数说明:
/**
* @brief Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.
*
* @param ticks number of ticks between two interrupts
* @return 1 = failed, 0 = successful
*
* Initialise the system tick timer and its interrupt and start the
* system tick timer / counter in free running mode to generate
* periodical interrupts.
*/
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1);
/* Reload value impossible */重装载值必须小于0XFF FFFF,为什么,这是一个24位的递减计数器。
SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;
/* set reload register */设置重装载值,SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定义见后面
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
/* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
return (0);
/* Function successful */
}
#endif
与systick相关的寄存器定义
/** @addtogroup CMSIS_CM3_SysTick CMSIS CM3 SysTick
memory mapped structure for SysTick
@{
*/
typedef struct
{
__IO uint32_t CTRL; /*!< Offset: 0x00 SysTick Control and Status Register */
__IO uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x04 SysTick Reload Value Register */
__IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x08 SysTick Current Value Register */
__I uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x0C SysTick Calibration Register */
} SysTick_Type;
与systick寄存器相关的寄存器及位的宏定义
/* SysTick Control / Status Register Definitions */控制/状态寄存器
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos 16 /*!《 SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk (1ul 《《 SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)
/*!《 SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */ 溢出标志位
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2 /*!《 SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul 《《 SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)
/*!《 SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */时钟源选择位,0=外部时钟;1=内核时钟
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos 1 /*!《 SysTick CTRL: TICKINT Position */
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk (1ul 《《 SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)
/*!《 SysTick CTRL: TICKINT Mask */异常请求位
#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:
选择systick的时钟源,AHB时钟或AHB的8分频
库函数中默认使用的是AHB时钟(在SysTick_Config()函数中设置),即72MHz
函数说明:
/**
* @brief Configures the SysTick clock source.
* @param SysTick_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时钟源的定义:
/** @defgroup SysTick_clock_source
* @{
*/
#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)//将控制状态寄存器的第二位置0,即用外部时钟源
#define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)//将控制状态寄存器的第二位置1,即用内核时钟
#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) ||
((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))
与systick相关的寄存器的说明
SysTick寄存器说明在《Cortex-M3权威指南》(chap8.SysTick定时器章节)有说明
Systick使用实践
Systick定时时间的设定:
重装载值=systick 时钟频率(Hz)X想要的定时时间(S)
如果时钟频率为:AHB的8分频;AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz
若要定时1秒,则重装载值=9000000X1=9000000,调用函数:SysTick_Config(9000000X1);
若要定时1毫秒,重状态值=9000000X0.001=90000,调用函数:SysTick_Config(9000000/1000);
Systick的中断处理函数
在startup_stm32f10x_hd.s启动文件中有定义。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
根据需要直接编写中断处理函数即可:
Void SysTick_Handler (void)
{ ;}
注意:
如果在工程中,加入了stm32f10x_it.c,而又在主函数中编写中断函数,则会报错。
因为在stm32f10x_it.c文件中,也有这个中断函数的声明,只是内容是空的。
/**
* @brief This function handles SysTick Handler.
* @param None
* @retval None
*/
void SysTick_Handler(void)
{
}
中断优先级的修改
在调用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后,调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。这个函数在core_cm3.h头文件中。
具体内容如下:
/**
* @brief Set the priority for an interrupt
*
* @param IRQn The number of the interrupt for set priority
* @param priority The 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[(u
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