SysTick系统定时器的定时实验程序如何去实现呢

SysTick简介


SysTick：系统定时器，24位，只能递减，存在于内核，嵌套在NVIC中，所有的Cortex-M内核的单片机都具有这个定时器。
《STM32参考手册》里的一句话：关于Cortex-M3核心、 SysTick定时器和NVIC的详细说明，请参考另一篇ST的文档和一篇ARM的文档：《STM32F10xxx Cortex-M3编程手册》和《Cortex™-M3技术参考手册》。


SysTick框图


重装载寄存器的值和递减计数器的最大值都是2^24。
counter在时钟的驱动下，从reload初值开始往下递减计数到0，产生中断和置位COUNTFLAG标志。然后又从reload值开始重新递减计数，如此循环。

1-t：一个计数循环的时间，跟reload和CLK有关
2-CLK：72M或者9M，由CTRL寄存器配置
3-RELOAD：24位，用户自己配置
t = reload * ( 1/clk )
1M=1000 000

Clk = 72M时，reload=72，t = (72) *(1/ 72 M )= 1US
Clk = 72M时，reload=72000，t = (72000) *(1/ 72 M )= 1MS
1s=1000ms=1000 000us=1000 000 000ns


core_cm3.h中的SysTick的结构体


/** @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 控制和状态寄存器 */
  __IO uint32_t LOAD;                         /*!< Offset: 0x04  SysTick Reload Value Register    重装载数值寄存器 */
  __IO uint32_t VAL;                          /*!< Offset: 0x08  SysTick Current Value Register     当前数值寄存器 */
  __I  uint32_t CALIB;                        /*!< Offset: 0x0C  SysTick Calibration Register       校正寄存器（基本不用） */
} SysTick_Type;




SysTick属于内核里面的外设，他的中断优先级跟片上的外设的中断优先级相比，如果设置的优先级一样，其实systick的级别确实比较高，但是通常还是要看优先级。
systick中断优先级配置的是scb->shprx寄存器；而外设的中断优先级配置的是nvic->iprx，有优先级分组，有抢占优先级和子优先级的说法。
STM32里面无论是内核还是外设都是使用4个二进制位来表示中断优先级。
中断优先级的分组对内核和外设同样适用。当比较的时候，只需要把内核外设的中断优先级的四个位按照外设的中断优先级来分组来解析即可，即人为的分出抢占优先级和子优先级。
SCB_AIRCR的PRIGROUP用来分组
SCB_SHPR 给内核的外设设置优先级
NVIC_IPR 给片上的外设设置优先级
SysTick定时实验程序


sys.h


#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H
#include "core_cm3.h"
#include "stm32f10x.h"


void SysTick_Delay_us(u32 us);
void SysTick_Delay_ms(u32 ms);
#endif


sys.c


#include "core_cm3.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
void SysTick_Delay_us(u32 us)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
void SysTick_Delay_ms(u32 ms)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72000);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
#if 0
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
        //判断输入的值是否大于2^24，如果大于，则不符合规则
  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */
   //初始化reload寄存器的值                                                           
  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */
  //配置中断优先级，配置为15，默认为最低的优先级
        NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
  //初始化counter的值为0
        SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  //配置systick的时钟为72MHz
        //使能中断
        //使能systick
        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


#include "core_cm3.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
void SysTick_Delay_us(u32 us)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
void SysTick_Delay_ms(u32 ms)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72000);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
#if 0
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
        //判断输入的值是否大于2^24，如果大于，则不符合规则
  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */
   //初始化reload寄存器的值                                                           
  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */
  //配置中断优先级，配置为15，默认为最低的优先级
        NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
  //初始化counter的值为0
        SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  //配置systick的时钟为72MHz
        //使能中断
        //使能systick
        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


main.c


#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "sys.h"
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+0x0c)
#define PBout(n)  *(u32 *)((GPIOB_ODR_Addr&0xF0000000)+0x02000000+((GPIOB_ODR_Addr&0x00FFFFFF)<<5)+(n<<2))
int main(void)
{
        LED_GPIO_Config();
        while(1)
        {
                LED_0(ON);
                SysTick_Delay_ms(1000);
                LED_0(OFF);
                SysTick_Delay_ms(1000);
        }
}


Bug

在移植程序的时候，遇到了这个
error: #20: identifier “IRQn_Type” is undefined

在sys.h文件中
#include “stm32f10x.h”
#include “core_cm3.h”
先
#include “stm32f10x.h”
再
#include “core_cm3.h”
原来#include也有顺序要求

SysTick简介


SysTick：系统定时器，24位，只能递减，存在于内核，嵌套在NVIC中，所有的Cortex-M内核的单片机都具有这个定时器。
《STM32参考手册》里的一句话：关于Cortex-M3核心、 SysTick定时器和NVIC的详细说明，请参考另一篇ST的文档和一篇ARM的文档：《STM32F10xxx Cortex-M3编程手册》和《Cortex™-M3技术参考手册》。


SysTick框图


重装载寄存器的值和递减计数器的最大值都是2^24。
counter在时钟的驱动下，从reload初值开始往下递减计数到0，产生中断和置位COUNTFLAG标志。然后又从reload值开始重新递减计数，如此循环。

1-t：一个计数循环的时间，跟reload和CLK有关
2-CLK：72M或者9M，由CTRL寄存器配置
3-RELOAD：24位，用户自己配置
t = reload * ( 1/clk )
1M=1000 000

Clk = 72M时，reload=72，t = (72) *(1/ 72 M )= 1US
Clk = 72M时，reload=72000，t = (72000) *(1/ 72 M )= 1MS
1s=1000ms=1000 000us=1000 000 000ns


core_cm3.h中的SysTick的结构体


/** @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 控制和状态寄存器 */
  __IO uint32_t LOAD;                         /*!< Offset: 0x04  SysTick Reload Value Register    重装载数值寄存器 */
  __IO uint32_t VAL;                          /*!< Offset: 0x08  SysTick Current Value Register     当前数值寄存器 */
  __I  uint32_t CALIB;                        /*!< Offset: 0x0C  SysTick Calibration Register       校正寄存器（基本不用） */
} SysTick_Type;




SysTick属于内核里面的外设，他的中断优先级跟片上的外设的中断优先级相比，如果设置的优先级一样，其实systick的级别确实比较高，但是通常还是要看优先级。
systick中断优先级配置的是scb->shprx寄存器；而外设的中断优先级配置的是nvic->iprx，有优先级分组，有抢占优先级和子优先级的说法。
STM32里面无论是内核还是外设都是使用4个二进制位来表示中断优先级。
中断优先级的分组对内核和外设同样适用。当比较的时候，只需要把内核外设的中断优先级的四个位按照外设的中断优先级来分组来解析即可，即人为的分出抢占优先级和子优先级。
SCB_AIRCR的PRIGROUP用来分组
SCB_SHPR 给内核的外设设置优先级
NVIC_IPR 给片上的外设设置优先级
SysTick定时实验程序


sys.h


#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H
#include "core_cm3.h"
#include "stm32f10x.h"


void SysTick_Delay_us(u32 us);
void SysTick_Delay_ms(u32 ms);
#endif


sys.c


#include "core_cm3.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
void SysTick_Delay_us(u32 us)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
void SysTick_Delay_ms(u32 ms)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72000);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
#if 0
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
        //判断输入的值是否大于2^24，如果大于，则不符合规则
  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */
   //初始化reload寄存器的值                                                           
  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */
  //配置中断优先级，配置为15，默认为最低的优先级
        NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
  //初始化counter的值为0
        SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  //配置systick的时钟为72MHz
        //使能中断
        //使能systick
        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


#include "core_cm3.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
void SysTick_Delay_us(u32 us)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
void SysTick_Delay_ms(u32 ms)
{
        u32 i;
        SysTick_Config(72000);
        for(i=0;i         {
                while(!((SysTick->CTRL)&(1<<16)));//等待SysTick_CTRL_COUNTFLAG直到1
                        //SysTick_CTRL_COUNTFLAG
        }
        SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
#if 0
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
        //判断输入的值是否大于2^24，如果大于，则不符合规则
  if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* Reload value impossible */
   //初始化reload寄存器的值                                                           
  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* set reload register */
  //配置中断优先级，配置为15，默认为最低的优先级
        NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
  //初始化counter的值为0
        SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  //配置systick的时钟为72MHz
        //使能中断
        //使能systick
        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


main.c


#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "sys.h"
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+0x0c)
#define PBout(n)  *(u32 *)((GPIOB_ODR_Addr&0xF0000000)+0x02000000+((GPIOB_ODR_Addr&0x00FFFFFF)<<5)+(n<<2))
int main(void)
{
        LED_GPIO_Config();
        while(1)
        {
                LED_0(ON);
                SysTick_Delay_ms(1000);
                LED_0(OFF);
                SysTick_Delay_ms(1000);
        }
}


Bug

在移植程序的时候，遇到了这个
error: #20: identifier “IRQn_Type” is undefined

在sys.h文件中
#include “stm32f10x.h”
#include “core_cm3.h”
先
#include “stm32f10x.h”
再
#include “core_cm3.h”
原来#include也有顺序要求

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