SysTick系统滴答定时器简介

第16章

SysTick——系统定时器

本章参考资料

《DEFINITIVE GUIDE TO ARM CORTEX-M23 AND CORTEX-M33 PROCESSORS》-11.2章节SysTick Timer，《Cortex-M3内核编程手册》-4.5章节SysTick Timer（STK），和4.48章节SHPRx，这个章节有SysTick的简介和寄存器的详细描述。因为SysTick是属于CORTEX-M33内核的外设，有关寄存器的定义和部分库函数都在core_cm33.h这个头文件中实现。所以学习SysTick的时候可以参考这两个资料，一个是文档，一个是源码。

16.1

SysTick系统滴答定时器简介

SysTick—系统定时器是属于CM33内核中的一个外设，内嵌在NVIC中。系统定时器是一个24bit的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为 1/SYSCLK，一般我们设置系统时钟SYSCLK等于 200MHz。当重装载数值寄存器的值递减到0的时候，系统定时器就产生一次中断，以此循环往复。

因为SysTick是属于CM33内核的外设，所以所有基于CM33内核的单片机都具有这个系统定时器，使得软件在CM33单片机中可以很容易的移植。系统定时器一般用于操作系统，用于产生时基，维持操作系统的心跳。

16.2

SysTick寄存器介绍

SysTick—系统定时器有4个寄存器，简要介绍如下。在使用SysTick产生定时的时候，只需要配置前三个寄存器，最后一个校准寄存器不需要使用。

表1：表17‑1 SysTick寄存器汇总

表2：表17‑2 SysTick控制及状态寄存器

表3：表17‑3 SysTick重装载数值寄存器

表4：表17‑4 SysTick当前数值寄存器

表5：表17‑5 SysTick校准数值寄存器

系统定时器的校准数值寄存器在定时实验中不需要用到。本章不会详细讲解该寄存器，感兴趣的读者可自行研究。

16.3

使用SysTick定时实验

利用SysTick产生1s的时基，LED以1s的频率闪烁。

16.3.1

硬件设计

SysTick属于单片机内部的外设，不需要额外的硬件电路，剩下的只需一个LED灯即可。

16.3.2

软件设计

这里只讲解核心的部分代码，有些变量的设置，头文件的包含等并没有涉及到，完整的代码请参考本章配套的工程。我们创建了两个文件:bsp_SysTick.c和bsp_SysTick.h文件用来存放 SysTick驱动程序，中断服务函数及相关宏定义。

16.3.2.1

编程要点

设置重加载寄存器的值

清除当前数值寄存器的值

配置控制与状态寄存器

16.3.2.2

代码分析

SysTick属于内核的外设，有关的寄存器定义和库函数都在内核相关的库文件core_cm33.h中。

16.3.2.2.1SysTick配置库函

列表1：代码清单17‑1 SysTick配置库函数

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__STATIC_INLINEuint32_tSysTick_Config(uint32_tticks)
{
// 不可能的重加载值，超出范围
if((ticks -1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) {
return(1UL);
}


// 设置重加载寄存器
SysTick->LOAD = (uint32_t)(ticks -1UL);


// 设置中断优先级
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, (1UL<< __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL);


// 设置当前数值寄存器
SysTick->VAL =0UL;


// 设置系统定时器的时钟源为 ICLK=200M
// 使能系统定时器中断
// 使能定时器
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
return(0UL);
}

用固件库编程的时候我们只需要调用库函数 SysTick_Config()即可，形参ticks用来设置重加载寄存器的值，最大不能超过重加载寄存器的值224，当重加载寄存器的值递减到0的时候产生中断，然后重加载寄存器的值又重新被装载并再次递减计数，以此循环往复。紧随其后设置好中断优先级，最后配置系统定时器的时钟等于ICLK=200M，使能定时器和定时器中断，这样系统定时器就配置好了，一个库函数搞定。

SysTick_Config()库函数主要配置了SysTick中的三个寄存器：LOAD、VAL和CTRL，有关具体

的部分看代码注释即可。

16.3.2.2.2配置SysTick中断优先级

SysTick_Config()库函数主要配置了SysTick中的三个寄存器：LOAD、VAL和CTRL，有关具体的部分看代码注释即可。其中还调用了函数库函数 NVIC_SetPriority()来配置系统定时器的中断优先级，该库函数也在core_cm33.h中定义，原型如下：

列表2：代码清单17‑2 NVIC中断优先级配置函数

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__STATIC_INLINEvoid__NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn,uint32_tpriority)
{
if((int32_t)(IRQn) >=0)
{
NVIC->IPR[((uint32_t)IRQn)] = (uint8_t)((priority << (8U - __NVIC_
→PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL);
}
else
{
SCB->SHPR[(((uint32_t)IRQn) &0xFUL)-4UL] = (uint8_t)((priority <<␣
→(8U - __NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL);
}
}