STM32 入門教程 系統時鐘 SysTick

在傳統的嵌入式系統軟件按中通常實現 Delay(N) 函數的方法為：

for(i = 0; i <= x; i ++);

x --- 對應于 對應于 N 毫秒的循環值

對于STM32系 列微處理器來說，執行一條指令只有幾十個 ns，進行 for 循環時，要實現 N 毫秒的 x 值非常大，而且由于系統頻率的寬廣，很難計算出延時 N 毫秒的精確值。針對 STM32 微處理器，需要重新設計一個新的方法去實現該功能，以實現在程序中使用 Delay(N)。

(二) STM32 SysTick 介紹

Cortex-M3 的內核中包含一個 SysTick 時鐘。SysTick 為一個 24 位遞減計數器，SysTick 設定初值并使能后，每經過 1 個系統時鐘周期，計數值就減 1。計數到 0 時，SysTick 計數器自動重裝初值并繼續計數，同時內部的 COUNTFLAG 標志會置位，觸發中斷 (如果中斷使能情況下)。

在 STM32 的應用中，使用 Cortex-M3 內核的 SysTick 作為定時時鐘，設定每一毫秒產生一次中斷，在中斷處理函數里對 N 減一，在Delay(N) 函數中循環檢測 N 是否為 0，不為 0 則進行循環等待；若為 0 則關閉 SysTick 時鐘，退出函數。

注： 全局變量 TimingDelay , 必須定義為 volatile 類型 , 延遲時間將不隨系統時鐘頻率改變。

(三) ST SysTick 庫文件

使用ST的函數庫使用systick的方法
1、調用SysTick_CounterCmd() -- 失能SysTick計數器
2、調用SysTick_ITConfig () -- 失能SysTick中斷
3、調用SysTick_CLKSourceConfig() -- 設置SysTick時鐘源。
4、調用SysTick_SetReload() -- 設置SysTick重裝載值。
5、調用SysTick_ITConfig () -- 使能SysTick中斷
6、調用SysTick_CounterCmd() -- 開啟SysTick計數器

(四) SystemTick 工程實戰

外部晶振為 8 MHz，9 倍頻，系統時鐘為 72MHz，SysTick 的最高頻率為9MHz（最大為HCLK / 8），在這個條件下，把 SysTick 效驗值設置成9000，將 SysTick 時鐘設置為 9 MHz， 就能夠產生 1ms 的時間基值，即 SysTick 產生 1ms 的中斷。

RCC_Configuration();
SysTick_Configuration();

第一步: 配置 RCC 寄存器 和 SysTick 寄存器

RCC_Configuration: 配置 RCC 寄存器
void RCC_Configuration(void)
{

RCC_DeInit();


RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);


HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);


RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);


RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);


FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);


RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);


RCC_PLLCmd(ENABLE);


while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
{
}


RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);


while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
{
}
}


RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

SysTick_Configuration: 配置 SysTick
void SysTick_Configuration(void)
{

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);


NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 3, 0);


SysTick_SetReload(72000);


SysTick_ITConfig(ENABLE);
}

第二步: 配置 SysTick 中斷函數

這里我們定義了一個 TestSig 全局變量, 用于我們使用 Keil 軟件自帶的邏輯分析儀來分析.

volatile vu32 TimingDelay = 0;
vu8 TestSig = 0;

void SysTickHandler(void)
{
TimingDelay--;
if(TimingDelay % 2)
{
TestSig = 1;
}
else
{
TestSig = 0;
}
}

第三步: 編寫 Delay 延時函數

Delay: 系統延時函數, 使用系統時鐘操作.

void Delay(u32 nTime)
{

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);

TimingDelay = nTime;

while(TimingDelay != 0);


SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);
}

第四步: 主函數中調用 Delay

在 Mini-STM32 開發板上有兩個 LED 燈, 分別是 PA0, PA1. 我們做個流水燈程序, 讓他們循環點亮.
while(1)
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay(100);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay(100);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
Delay(100);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
Delay(100);
}

(五) 仿真調試

把工程便宜通過后, 進入軟件仿真
如下圖所示:點擊工程快捷菜單的邏輯分析儀

在邏輯分析儀中我們點擊 Setup 按鍵會彈出安裝對話框.
點右上方的 "新建" 圖標, 在菜單中輸入 "TestSig" 這個全局變量.
添加完之后就可以點 Close 了. 如果您仿真完可以點擊 左下方的 "Kill All" 刪除所有監視變量.

全速運行后就可以看到下面的波形了哦

如果你使用仿真器在 Mini-STM32 上調試的話你還可以看到兩個 LED 在跑跑馬燈程序了.
到此我們這章節的教程就結束了, 相信大家也掌握了 System Tick 的用法了.