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如何用SysTick系统定时器写一个微秒级延时函数呢

Systick是什么意思?
SysTick系统定时器有哪些作用呢?
如何用SysTick系统定时器写一个微秒级延时函数呢?



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徐音之

2021-11-24 15:01:52
  1. SysTick概述
  SysTick即为系统定时器,又称嘀嗒定时器,是Cortex-M3内核的一个外设,集成在NVIC中。Systick定时器是一个24位的倒计数定时器,从预装值(自己设置的)一直计数到0时,然后再将从重装载寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它使能位清除,那么它就永远不停,即使在芯片在睡眠模式下也能工作。每计数一次的时间为1/SYSCLK分别是内部时钟(FCLK 自由运行时钟,等于系统总线时钟HCLK72MHZ)和外部时钟(STCLK Cortex系统定时器时钟,等于系统总线时钟HCLK的8分频 9MHZ)。
  操作系统需要执行多任务管理,用SysTick产生中断,确保单个任务不会锁定整个系统。同时SysTick还可用于闹钟定时、时间测量等。
  1.1、 Systick定时器内部框图
  
  2、相关寄存器
  
  2.1、控制及状态寄存器(SysTick-》CTRL)
  寄存器作用:设置SysTick定时器的工作模式位31:17 保留,必须保持复位值。
  位16 COUNTFLAG:到0标志位
  当SysTick定时器的计数值倒计数到0时,该位会被硬件自动置1。如果我们读取该位,会得到目前的状态,然后此位会被自动清0。
  位15:3 保留,必须保持复位值。
  位2 CLKSOURCE:SysTick时钟源输入选择
  0:选择外部时钟作为计数脉冲的参考时钟(SysClk/8)
  1:选择系统时钟作为计数脉冲(SysClk)
  位1 TICKINT:SysTick中断使能
  0:禁止产生SysTick中断
  1:允许产生SysTick中断
  位0 ENABLE:SysTick使能
  0:关闭SysTick定时器
  1:开启SysTick定时器
  2.2 自动重装载数据寄存器(SysTick-》LOAD)
  寄存器作用:存放重装载SysTick定时器计数初值
  
  2.3、 当前值寄存器(SysTick-》VAL)
  寄存器作用:SysTick定时器倒计数寄存器。读取时返回当前倒计数的值,对这个寄存器进行写操作,则使之清零,并对到零标志位清零。
  
  3、 SysTick定时器初始值
  3.1 定时器初值计算
  总所周知,需要定时的时长由系统时钟频率和载入的初始值共同决定。假设外部时钟为24MHz,那么计数周期为1
  /(24MHz)=1/24us,则计24次就是1us的定时。同时要注意,由于计数位宽是24位,所以最大计数值不能超过2的24次方-1(即
  16777215),由此可得出微秒级的初始值计算公式: LOAD- 1 = Clk * us 公式4.1:定时器初值计算公式
  注:us:需要定时的微秒时间值。 LOAD:需要填入SysTick定时器自动重装载寄存器的值。
  Clk:SysTick定时器定时频率,单位是MHz。
  3.2 SysTick定时器延时程序设计流程
  写一个微秒级延时函数
  选择时钟源(一般选择外部时钟源CTRL寄存器迪2bit清零)
  设置LOAD寄存器决定计数器的初值
  对VAL寄存器赋初值(写什么无所谓,val寄存器都会清零,目的是让LOAD的值加载到VAL寄存器)
  使能定时器(CTRL第0位)
  判断定时时间是否到达(不停的去读CTRL寄存器的第16位是否为)
  关闭定时器(CTRL第一位)
  4、代码
  4.1、毫秒级
  void delay_ms(u16 ms)
  {
  SysTick-》CTRL &= ~(0x1《《2); //选择外部时钟9MHZ
  SysTick-》VAL =0x00; //预设初值
  SysTick-》LOAD = ms*9*1000; //需要填入SysTick定时器自动重装载寄存器的值,9*1000为1ms
  SysTick-》CTRL |= 0x1《《0; //开启SysTick定时器
  while(!(SysTick-》CTRL & (0x1《《16))){ //当CTRL第16bit为1时,数数结束
  ;
  }
  SysTick-》CTRL &= ~(0x1《《0); //关闭SysTick定时器
  SysTick-》VAL &=~(0x1《《0);
  }
  4.2、微秒级
  void delay_us(u16 us)
  {
  SysTick-》CTRL &= ~(0x1《《2); //选择外部时钟9MHZ
  SysTick-》VAL =0x00; //预设初值
  SysTick-》LOAD = us*9; //需要填入SysTick定时器自动重装载寄存器的值,1us
  SysTick-》CTRL |= 0x1《《0; //开启SysTick定时器
  while(!(SysTick-》CTRL & (0x1《《16))){ //当CTRL第16bit为1时,数数结束
  ;
  }
  SysTick-》CTRL &= ~(0x1《《0); //关闭SysTick定时器
  SysTick-》VAL &=~(0x1《《0);
  }
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