簡要說明

1概述

嘀嗒時鐘（SysTick）是一個簡單的系統時鐘節拍計數器，它屬于Cortex-M4內核嵌套向量中斷控制器（NVIC）里的一個功能單元。他是一個24位的倒計時定時器（在NVIC中），當systick計數值到0的時候，SysTick重裝載寄存器就會自動重新裝載初值。只要SysTick控制和狀態寄存器（CTRL）中的使能位沒有ENABLE清除掉，那么就會永遠的執行下去。

SysTick定時器被捆綁在NVIC中，可產生SysTick異常（異常號：15），屬于Cortex-M4內核里的一個功能單元。

SysTick常作為系統節拍定時器用于操作系統（如mCOS-Ⅱ、FreeRTOS等）的系統節拍定時，從而推動任務和時間的管理。

SysTick的最大使命，就是作為系統的時基定期地產生異常請求。

在不采用操作系統的情況下，完全可以作為通用定時器、計數器使用的。

下圖是SysTick控制控制和狀態寄存器描述，（地址：0xe000e010)

SysTick 控制及狀態寄存器:

SysTick 寄存器:

SysTick 重裝載數值寄存器:地址 0XE000E014

特別注意：計數最大值是）0XFFFFFF，在設置重裝在值得時候不能大于這個。

SYSTick當前數值寄存器（VAL），地址：0XE000E018

畢業寄語：

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SYSTick校準數值寄存器（VAL），地址：0XE000E018

配置SysTick作為時鐘基準，主要通過對SysTick控制與狀態寄存器、SysTick重裝載數值寄存器和SysTick當前數值寄存器三個寄存器進行初始化。需要配置的內容如下：

① SysTick時鐘源選擇。

② 異常請求設置。

③ SysTick時鐘使能。

④ 初始化SysTick重裝數值。

⑤ 清零SysTick當前數值寄存器。

庫函數

SysTick的庫函數

1、SysTick寄存器結構體類型

/** \\brief Structure type to access the System Timer (SysTick).

*/

typedef struct
{
  __IO uint32_t CTRL;                    /*!< Offset: 0x000 (R/W)  SysTick Control and Status Register */
  __IO uint32_t LOAD;                    /*!< Offset: 0x004 (R/W)  SysTick Reload Value Register       */
  __IO uint32_t VAL;                     /*!< Offset: 0x008 (R/W)  SysTick Current Value Register      */
  __I  uint32_t CALIB;                   /*!< Offset: 0x00C (R/ )  SysTick Calibration Register        */
} SysTick_Type;

2、SysTick時鐘源初始化函數

/**

• @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_CLKSourceConfig函數被定義在misc.c文件中，配置的是SysTick控制與狀態寄存器中的位2。

設置為0：選擇使用HCLK/8作為時鐘源。

設置為1：選擇使用HCLK作為時鐘源。

在實際使用的過程中參數宏在misc.h文件里面。

#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8((uint32_t)0xFFFFFFFB)
#define SysTick_CLKSource_HCLK  ((uint32_t)0x00000004)

3、SysTick配置函數

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);      /* Reload value impossible */




  SysTick->LOAD  = ticks - 1;                                  /* set reload register */
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Systick Interrupt */
  SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |
                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
  return (0);                                                  /* Function successful */
}

SysTick_Config函數被定義在core_cm3.h文件中，它的功能是初始化并開啟SysTick計數器及其中斷，輸入參數ticks是兩次中斷間的ticks數值。通過次函數可以初始化系統嘀嗒定時器及其中斷并開啟系統嘀嗒定時器在自由運行模式下以產生周期中斷。

SysTick異常服務函數

void SysTick_Handler(void)

SysTick_Handler的服務函數已在啟動文件中定義過，并定義了[WEAK]屬性，函數內執行的是空循環。

這就要求用戶在使用SysTick異常服務時，需要在啟動文件之外的其他文件重新定義服務程序，并且其函數名要和啟動文件中的函數名保持一致，只有這樣才能在編譯階段，將重定義的服務程序函數入口地址替換到SysTick在異常/中斷向量表的位置。

應用小栗子

01應用實例

使用SysTick產生1s的定時，控制LED燈以2s為周期進行閃爍。

假設HCLK=180MHz。

在system_stm32f4xx.c文件中定義了全局變量uint32_t SystemCoreClock=180000000，并在頭文件system_stm32f4xx.c->stm32f4xx.h中聲明。

1-配置SysTick

按照1ms進行分片，配置程序如下：

SysTick_Config(SystemCoreClock/1000)；

這樣，SysTick會每1ms產生一次異常請求。全局變量定義：

volatile   uint32_tTimingDelay;

volatile防止變量TimingDelay在使用過程中被優化

2-寫延時函數

編寫以1ms為計時基準的函數：

void delay_ms(uint32_t nTime)
{ 
TimingDelay=nTime;
while(TimingDelay!=0);
}

其中，nTime是需要計時的ms數。

3-寫中斷服務函數

每1ms SysTick都會產生一次異常請求，執行其異常服務程序SysTick_Handler。對SysTick異常服務程序進行編寫，每1ms對變量TimingDelay減1次。

void SysTick_Handler(void)
{
  if (TimingDelay!=0)
{ 
TimingDelay--;
}
}

4-應用

int main(void)
{
/*配置SysTick為每1ms異常一次*/
if (SysTick_Config(SystemCoreClock/1000))
{ 
/*SystemCoreClock/1000超出計數最大值時報錯，程序陷入空循環*/ 
while (1);
}
/*初始化LED燈的GPIO*/
LED_Config ();
while (1)
{
/*反轉LED燈狀態*/
LED_TOGGLE;
/*延時1s*/
delay_ms (1000);
}