STM32 開發(fā)板入門教程 (三) 系統(tǒng)時鐘 SysTick

(一) 背景介紹

在傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)軟件按中通常實現(xiàn) Delay(N) 函數(shù)的方法為：

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

x---對應(yīng)于對應(yīng)于 N 毫秒的循環(huán)值

對于STM32系列微處理器來說，執(zhí)行一條指令只有幾十個 ns，進行 for 循環(huán)時，要實現(xiàn) N 毫秒的 x 值非常大，而且由于系統(tǒng)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(shè)計一個新的方法去實現(xiàn)該功能，以實現(xiàn)在程序中使用 Delay(N)。


(二) STM32 SysTick 介紹

Cortex-M3 的內(nèi)核中包含一個 SysTick 時鐘。SysTick 為一個 24 位遞減計數(shù)器，SysTick 設(shè)定初值并使能后，每經(jīng)過 1 個系統(tǒng)時鐘周期，計數(shù)值就減 1。計數(shù)到 0 時，SysTick 計數(shù)器自動重裝初值并繼續(xù)計數(shù)，同時內(nèi)部的 COUNTFLAG 標(biāo)志會置位，觸發(fā)中斷 (如果中斷使能情況下)。

在 STM32 的應(yīng)用中，使用 Cortex-M3 內(nèi)核的 SysTick 作為定時時鐘，設(shè)定每一毫秒產(chǎn)生一次中斷，在中斷處理函數(shù)里對 N 減一，在Delay(N) 函數(shù)中循環(huán)檢測 N 是否為 0，不為 0 則進行循環(huán)等待；若為 0 則關(guān)閉 SysTick 時鐘，退出函數(shù)。

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



(三) ST SysTick 庫文件

使用ST的函數(shù)庫使用systick的方法
1、調(diào)用SysTick_CounterCmd()-- 失能SysTick計數(shù)器
2、調(diào)用SysTick_ITConfig ()-- 失能SysTick中斷
3、調(diào)用SysTick_CLKSourceConfig()-- 設(shè)置SysTick時鐘源。
4、調(diào)用SysTick_SetReload()-- 設(shè)置SysTick重裝載值。
5、調(diào)用SysTick_ITConfig ()-- 使能SysTick中斷
6、調(diào)用SysTick_CounterCmd()-- 開啟SysTick計數(shù)器


(四) SystemTick 工程實戰(zhàn)

外部晶振為 8 MHz，9 倍頻，系統(tǒng)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(shè)置成9000，將 SysTick 時鐘設(shè)置為 9 MHz， 就能夠產(chǎn)生 1ms 的時間基值，即 SysTick 產(chǎn)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(shù)

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(shù)

Delay: 系統(tǒng)延時函數(shù), 使用系統(tǒng)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(shù)中調(diào)用 Delay

在 Mini-STM32 開發(fā)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(huán)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(diào)試

把工程通過后, 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(biāo), 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(jiān)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(diào)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(jié)的教程就結(jié)束了, 相信大家也掌握了 System Tick 的用法了.