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, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */ 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 */ } #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 默认使用的是AHB时钟，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))
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：时钟频率为：AHB的8分频；AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz;要定时1秒，则 重装载值=9000000X1=9000000； 定时10毫秒 重状态值=9000000X0.01=90000 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[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for device specific Interrupts */ }
下面以一个实例来说明： 利用systick来实现以1秒的时间间隔，闪亮一个LED指示灯，指示灯接在GPIOA.8，低电平点亮。
#include "stm32f10x.h" //函数声明 void GPIO_Configuration(void);//设置GPIOA.8端口 u32 t;//定义一个全局变量 int main(void) { // SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); SysTick_Config(9000000); SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); GPIO_Configuration(); while(1); }
//GPIOA.8设置函数 void GPIO_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义一个端口初始化结构体 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//打开GPIOA口时钟 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//设置为推挽输出 GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置输出频率50M GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//指定第8脚 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA.8 GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);//置高GPIOA.8，关闭LED } //systick中断函数 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; } }
模拟后的结果 1、8分频后结果
2、直接调用SysTick_Config(9000000);即不分频的结果，间隔为1/8=0.125s
总结： 1、要使用systick定时器，只需调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数即可， 自动完成了，重装载值的装载，时钟源选择，计数寄存器复位，中断优先级的设置(最低)，开中断，开始计数的工作。 2、要修改时钟源调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)。 3、要修改中断优先级调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority) 应用说明： 1、因systick是一个24位的定时器，故重装值最大值为2的24次方=16 777 215， 要注意不要超出这个值。 2、systick是cortex_m3的标配，不是外设。故不需要在RCC寄存器组打开他的时钟。 3、每次systick溢出后会置位计数标志位和中断标志位，计数标志位在计数器重装载后被清除，而中断标志位也会随着中断服务程序的响应被清除，所以这两个标志位都不需要手动清除。 4、采用使用库函数的方法，只能采用中断的方法响应定时器计时时间到，如要采用查询的方法，那只能采用设置systick的寄存器的方法，具体操作以后再做分析。
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