什么是SYSTICK:
這是一個24位的系統節拍定時器system tick timer,SysTick,具有自動重載和溢出中斷功能,所有基于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。
作用:
在單任務引用程序中,因為其架構就決定了它執行任務的串行性,這就引出一個問題:當某個任務出現問題時,就會牽連到后續的任務,進而導致整個系統崩潰。要解決這個問題,可以使用實時操作系統(RTOS).
因為RTOS以并行的架構處理任務,單一任務的崩潰并不會牽連到整個系統。這樣用戶出于可靠性的考慮可能就會基于RTOS來設計自己的應用程序。這樣SYSTICK存在的意義就是提供必要的時鐘節拍,為RTOS的任務調度提供一個有節奏的“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?原因就是所有基于ARM Cortex_M3內核的控制器都帶有SysTick定時器,這樣就方便了程序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件平臺上,由于SYSTICK的存在無疑降低了移植的難度。
SysTick定時器除了能服務于操作系統之外,還能用于其它目的:如作為一個鬧鈴,用于測量時間等。
要注意的是,當處理器在調試期間被喊停(halt)時,則SysTick定時器亦將暫停運作。
時鐘的選擇:
用戶可以在位于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寄存器(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頻率下運行;而將CLKSOUCE位清除則SysTick會以CPU主頻的1/8頻率運行。
3.5版本的庫函數與以往的有所區別
不存在stm32f10x_systick.c文件,故原來的一些函數也不存在,比如SysTick_SetReload(u32 reload);SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState);等
在3.5版本的庫函數中與systick相關的函數只有兩個
第一個,SysTick_Config(uint32_t ticks),在core_cm3.h頭文件中進行定義的。
第二個,void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource),在misc.c文件中定義的。
SysTick_Config(uint32_t ticks),在core_cm3.h
主要的作用:
1、初始化systick
2、打開systick
3、打開systick的中斷并設置優先級
4、返回一個0代表成功或1代表失敗
注意:
Uint32_t ticks??即為重裝值,
這個函數默認使用的時鐘源是AHB,即不分頻。
要想分頻,調用void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource),
但是要注意函數調用的次序,先SysTick_Config(uint32_t ticks),
后SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
函數說明:
/**
* @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 */重裝載值必須小于0XFF FFFF,為什么,這是一個24位的遞減計數器。
SysTick->LOAD??= (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;
/* set reload register */設置重裝載值,SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定義見后面
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
與systick相關的寄存器定義
/** @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;
與systick寄存器相關的寄存器及位的宏定義
/* SysTick Control / Status Register Definitions */控制/狀態寄存器
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos 16 /*!《 SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk (1ul 《《 SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)
/*!《 SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */ 溢出標志位
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2 /*!《 SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul 《《 SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)
/*!《 SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */時鐘源選擇位,0=外部時鐘;1=內核時鐘
#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
庫函數中默認使用的是AHB時鐘(在SysTick_Config()函數中設置),即72MHz
函數說明:
/**
* @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時鐘源的定義:
/** @defgroup SysTick_clock_source
* @{
*/
#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)//將控制狀態寄存器的第二位置0,即用外部時鐘源
#define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)//將控制狀態寄存器的第二位置1,即用內核時鐘
#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \
((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))
與systick相關的寄存器的說明
SysTick寄存器說明在《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:
重裝載值=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那么systick的時鐘頻率為72/8MHz=9MHz
若要定時1秒,則重裝載值=9000000X1=9000000,調用函數:SysTick_Config(9000000X1);
若要定時1毫秒,重狀態值=9000000X0.001=90000,調用函數:SysTick_Config(9000000/1000);
Systick的中斷處理函數
在startup_stm32f10x_hd.s啟動文件中有定義。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
根據需要直接編寫中斷處理函數即可:
Void SysTick_Handler (void)
{ ;}
注意:
如果在工程中,加入了stm32f10x_it.c,而又在主函數中編寫中斷函數,則會報錯。
因為在stm32f10x_it.c文件中,也有這個中斷函數的聲明,只是內容是空的。
/**
* @brief This function handles SysTick Handler.
* @param None
* @retval None
*/
void SysTick_Handler(void)
{
}
中斷優先級的修改
在調用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后,調用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。這個函數在core_cm3.h頭文件中。
具體內容如下:
/**
* @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 */
}
下面以一個實例來說明:
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”
//函數聲明
void GPIO_Configuration(void);//設置GPIOA.8端口
u32 t;//定義一個全局變量
int main(void)
{
// SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
SysTick_Config(9000000);
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
GPIO_Configuration();
while(1);
}
//GPIOA.8設置函數
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定義一個端口初始化結構體
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//打開GPIOA口時鐘
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//設置為推挽輸出
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//設置輸出頻率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中斷函數
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;
}
}
模擬后的結果
1、8分頻后結果
總結:
1、要使用systick定時器,只需調用SysTick_Config(uint32_t ticks)函數即可,
函數自動完成:重裝載值的裝載,時鐘源選擇,計數寄存器復位,中斷優先級的設置(最低),開中斷,開始計數的工作。
2、要修改時鐘源調用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource),也可按照SysTick_Config()中默認設置FCLK不變。
3、要修改中斷優先級調用
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,故重裝值最大值為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寄存器組打開他的時鐘。
3、每次systick溢出后會置位計數標志位和中斷標志位,計數標志位在計數器重裝載后被清除,而中斷標志位也會隨著中斷服務程序的響應被清除,所以這兩個標志位都不需要手動清除。
4、采用使用庫函數的方法,只能采用中斷的方法響應定時器計時時間到,如要采用查詢的方法,那只能采用設置systick的寄存器的方法,具體操作以后再做分析。
評論
查看更多