LPC1114系統(tǒng)定時(shí)器（SysTick）

系統(tǒng)定時(shí)器也位于“私有外設(shè)總線”（Private peripheral bus）內(nèi)，其地址為0xE000E010~0xE000E01F。下面先來看一下SysTick的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如下圖所示。

從上圖中可以看出，SysTick定時(shí)器的位長度是24位，即最長的計(jì)數(shù)次數(shù)為16777216次，且計(jì)數(shù)為倒數(shù)計(jì)數(shù)形式，遞減到0時(shí)產(chǎn)生中斷請求。計(jì)數(shù)的脈沖可直接取系統(tǒng)時(shí)鐘，也可取半系統(tǒng)時(shí)鐘。下表給出了和SysTick相關(guān)的寄存器。

從表中可以看出，第0位是使能SysTick，值為1啟動(dòng)計(jì)數(shù)，值為0關(guān)閉計(jì)數(shù)；第1位是SysTick的中斷使能位，值為1使能中斷，值為0禁能中斷；第2位是輸入時(shí)鐘的選擇位，值為1時(shí)選擇系統(tǒng)時(shí)鐘做為計(jì)數(shù)脈沖，值為0時(shí)選擇半系統(tǒng)時(shí)鐘做為計(jì)數(shù)脈沖的參考時(shí)鐘；第16位是溢出標(biāo)志位，當(dāng)計(jì)數(shù)的值遞減到0時(shí)，該位被置1，在讀取該置后自動(dòng)清零。

從上述可以看出，其實(shí)系統(tǒng)定時(shí)器就是一個(gè)普通的定時(shí)器，在使用時(shí)順序進(jìn)行如下操作即可：

1.給SYST_RVR寄存器寫入初始值；

2.寫SYST_CVR寄存器以對計(jì)數(shù)值進(jìn)行清零；

3.設(shè)置SYST_CSR寄存器啟動(dòng)定時(shí)、使能中斷以及選擇時(shí)鐘源。

下面給出系統(tǒng)時(shí)鐘SysTick的結(jié)構(gòu)體定義。

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;

SysTick定時(shí)器組的基址為0xE000E000，所以要將基址指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為上述結(jié)構(gòu)體，還要加上下面的定義。

#define SCS_BASE (0xE000E000UL) /*!< System Control Space Base Address */
#define SysTick_BASE (SCS_BASE + 0x0010UL) /*!< SysTick Base Address */
#define SysTick ((SysTick_Type *) SysTick_BASE ) /*!< SysTick configuration struct */

對于系統(tǒng)定時(shí)器SysTick產(chǎn)生的中斷，也有特定的入口函數(shù)，形式如下所示。

void SysTick_Handler(void)

{

系統(tǒng)定時(shí)中斷服務(wù)程序部分

}

接下來討論一下系統(tǒng)定時(shí)器的初始值設(shè)置，因?yàn)槎〞r(shí)的時(shí)長由系統(tǒng)時(shí)鐘頻率、系統(tǒng)時(shí)鐘選擇和載入的初始值共同決定。假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘為48MHz，默認(rèn)情況下SysTick的CLKSOURCE值為0，即選擇半系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。這樣，輸入給定時(shí)器計(jì)數(shù)的時(shí)鐘就是48/2=24MHz，計(jì)數(shù)周期為1/（24MHz）=1/24us，則計(jì)24次就是1us的定時(shí)，但實(shí)際上SysTick采用的是倒數(shù)計(jì)數(shù)方式，即從最大值依次遞減計(jì)數(shù)直到0產(chǎn)生溢出信號(hào)。所以24次計(jì)數(shù)實(shí)際上是0~23次，即最大值要減1，即24-1=23。同時(shí)要注意，由于計(jì)數(shù)位寬是24位，所以最大計(jì)數(shù)值不能超過2的24次方（即16777216），由此，可得出微秒級(jí)的初始值計(jì)算公式，如下：

LOAD=（（24*us)-1)，其中us取值范圍1~699000

同理可得出毫秒級(jí)的初始值計(jì)算公式：

LOAD=（（24000*ms）-1），其中ms取值范圍1~699

上升到一般情況，定時(shí)初始值可用下面的公式來計(jì)算：

上式中，系統(tǒng)時(shí)鐘SysClk的單位是MHz，CLKSOURCE的值是0或1，得到的是微秒級(jí)別的定時(shí)，要注意LOAD的值不能大于16777216。

下面來看一下前面第一個(gè)演示示例中的延時(shí)部分，代碼如下：

static volatile uint32_t TimeTick = 0; //設(shè)置全局變量

void SysTick_Handler(void)

{

TimeTick++; //系統(tǒng)定時(shí)中斷中，全局變量加1

}

void delay_ms(uint32_t ms)

{

SysTick->LOAD = (((24000)*ms)-1); //載入初始值

SysTick->VAL = 0;//寫當(dāng)前值寄存器使其清零

SysTick->CTRL |= ((1<<1)|(1<<0)); //打開中斷，啟動(dòng)定時(shí)器，選擇關(guān)系統(tǒng)時(shí)鐘

while(!TimeTick);

TimeTick = 0; //當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，全局變量清零

SysTick->CTRL =0;//關(guān)閉定時(shí)器

}

可見上述定時(shí)是毫秒級(jí)別的，最長可定時(shí)699ms。

至此，第一個(gè)演示示例中的全部內(nèi)容就都討論完了，可見在LPC1114中要實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的十二個(gè)LED交替閃爍，涉及到的內(nèi)容還是很多的。下面再來看一個(gè)流水燈的例子，要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)12位的流水燈，時(shí)間間隔為100ms。假設(shè)LED采用共陽接法接在GPIO2端口，參考代碼如下：

#include
//===================系統(tǒng)定時(shí)器中斷服務(wù)程序============================
void SysTick_Handler(void)
{
uint32_t temp;//定義臨時(shí)中間變量
temp = LPC_GPIO2->DATA;//讀取當(dāng)前端口2的值
temp = ~temp; //把中間變量進(jìn)行取反
temp<<=1; //把中間變量進(jìn)行左移一位
temp = ~temp; //再次把中間變量進(jìn)行取反
LPC_GPIO2->DATA = temp; //把左移后的量賦給端口2
if(temp==0xFFF) //如果左移到頭，則從頭開始
{
LPC_GPIO2->DATA = 0xFFE;
}
}
//========================系統(tǒng)定時(shí)器初始化=============================
void SysTick_init(void)
{
SysTick->LOAD = (((24000)*100)-1);//設(shè)置100ms的定時(shí)
SysTick->VAL = 0; //計(jì)數(shù)清零
SysTick->CTRL |= ((1<<1)|(1<<0)); //允許中斷，選擇半系統(tǒng)時(shí)鐘，啟動(dòng)定時(shí)器
}
//============================主函數(shù)==================================
int main(void)
{
LPC_GPIO2->DIR = 0xFFF; //設(shè)置端口2為輸出方向
LPC_GPIO2->DATA = 0xFFE;//端口2最低位輸出0，點(diǎn)亮最末一個(gè)LED
SysTick_init();//調(diào)用系統(tǒng)定時(shí)器
while(1)
{
;//空循環(huán)
}
}

把程序編譯后下載到LPC1114中，給系統(tǒng)上電，可看到接到端口2上的12個(gè)LED在閃爍流動(dòng)。