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一、 什么是SysTick？
这是一个24位的系统节拍定时器system tick timer,SysTick,具有自动重载和溢出中断功能，所有基于Cortex_M3处理器的微控制器都可以由这个定时器获得一定的时间间隔。（Systick定时器，是一个简单的定时器，对于CM3,CM4内核芯片，都有Systick定时器。）
二、SysTick作用
在单任务引用程序中，因为其架构就决定了它执行任务的串行性，这就引出一个问题：当某个任务出现问题时，就会牵连到后续的任务，进而导致整个系统崩溃。
要解决这个问题，可以使用实时操作系统（RTOS）.因为RTOS以并行的架构处理任务，单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于RTOS来设计自己的应用程序。SYSTICK存在的意义就是提供必要的时钟节拍，为RTOS的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。
Systick定时器常用来做延时，或者实时系统的心跳时钟。这样可以节省MCU资源，不用浪费一个定时器。比如UCOS中，分时复用，需要一个最小的时间戳，一般在STM32+UCOS系统中，都采用Systick做UCOS心跳时钟。
Systick定时器是什么？
Systick定时器就是系统滴答定时器，一个24 位的倒计数定时器，计到0 时，将从RELOAD 寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick 控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息，即使在睡眠模式下也能工作。
微控制器的定时器资源一般比较丰富，比如STM32存在8个定时器，为啥还要再提供一个SYSTICK？
原因就是所有基于ARM Cortex_M3内核的控制器都带有SysTick定时器，这样就方便了程序在不同的器件之间的移植。而使用RTOS的第一项工作往往就是将其移植到开发人员的硬件平台上，由于SYSTICK的存在无疑降低了移植的难度。
SysTick定时器除了能服务于操作系统之外，还能用于其它目的：如作为一个闹铃，用于测量时间等。
要注意的是，当处理器在调试期间被喊停（halt）时，则SysTick定时器亦将暂停运作。
三、SysTick相关的寄存器
/** @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 */ __IO uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x04 SysTick Reload Value Register */ __IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x08 SysTick Current Value Register */ __I uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x0C SysTick Calibration Register */} SysTick_Type;
四、systick相关函数说明
/***@brief初始化并启动SysTick计数器及其中断。*@param ticks两次中断之间的滴答数*@return 1=失败，0=成功*初始化系统计时及其中断，然后启动*自由运行模式下的系统计时/计数器生成*定期中断。*/static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks){ if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); // Reload value impossible //ticks有效性判断 SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;/* set reload register */ //设置重新加载寄存器（即设置装载值） NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);//优先级 /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */ SysTick->VAL = 0; /* Load the SysTick Counter Value */ //设置初值 SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | //时钟源选择 SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | //开启中断 SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //使能定时器 /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */ return (0); /* Function successful */}
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;//72MHZ } else { SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;//72MHZ/8 }}
五、Systick使用实践
Systick定时时间的设定：
重装载值=systick 时钟频率(Hz)X想要的定时时间（S）
如果时钟频率为：AHB的8分频；AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz
若要定时1秒，则重装载值=9000000X1=9000000，调用函数：SysTick_Config(9000000X1);
若要定时1毫秒，重状态值=9000000X0.001=90000， 调用函数：SysTick_Config( 9000000/1000 );
SysTick_Config的参数，其实就是一个时钟次数，叫systick重装定时器的值。意思就是我要多少个1/fosc 时间后中断一下。
根据学过的物理中的时间与频率的公式：fosc=1/T T=1/fosc ,fosc为系统的频率。
如果STM32时钟频率为：72MHz，每次的时间为：T=1/72MHz。1秒钟为：1/（每次的时间)=1/(1/72MHz)=72 000 000次。1MHz是：1000 000。
反过来讲。SysTick_Config(72000)代表：72000*（1/72MHz)=1/1000=1（ms)。即定时为1ms。
如果需要1S则，可以通一设置一个全局变量，然后定初值得为1000，这样，每个systick中断一次，这个全局变量减1，减到0,即systick中断1000次，时间
为：1ms*1000=1S。从而实现1S的定时。
因为SysTick定时器是：24位的，最大定时时间为：2的24次方*(1/72MHz)的时间，这里系统频率为：72MHz的情况下。
Systick的中断处理函数
在startup_stm32f10x_hd.s启动文件中有定义。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
根据需要直接编写中断处理函数即可：
Void SysTick_Handler (void)
{
}
注意：
如果在工程中，加入了stm32f10x_it.c,而又在主函数中编写中断函数，则会报错。
因为在stm32f10x_it.c文件中，也有这个中断函数的声明，只是内容是空的。
/**
* @brief This function handles SysTick Handler.
* @param None
* @retval None
*/
void SysTick_Handler(void)
{
}
中断优先级的修改
在调用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后，调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。这个函数在core_cm3.h头文件中。
具体内容如下：
/*** @brief Set the priority for an interrupt** @param IRQn The number of the interrupt for set priority* @param priority The priority to set** Set the priority for the specified interrupt. The interrupt* number can be positive to specify an external (device specific)* interrupt, or negative to specify an internal (core) interrupt.** Note: The priority cannot be set for every core interrupt.*/ static __INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority){ if(IRQn < 0) { SCB->SHP[((uint32_t)(IRQn) & 0xF)-4] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for Cortex-M3 System Interrupts */ else { NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for device specific Interrupts */}
下面以一个实例来说明：
利用systick来实现以1秒的时间间隔，闪亮一个LED指示灯，指示灯接在GPIOA.8，低电平点亮。
#include "stm32f10x.h"//函数声明void GPIO_Configuration(void);//设置GPIOA.8端口u32 t;//定义一个全局变量int main(void){// SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); SysTick_Config(9000000); SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); GPIO_Configuration(); while(1); } //GPIOA.8设置函数void GPIO_Configuration(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义一个端口初始化结构体 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//打开GPIOA口时钟 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//设置为推挽输出 GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置输出频率50M GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//指定第8脚 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA.8 GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);//置高GPIOA.8，关闭LED}//systick中断函数void SysTick_Handler(void){t++; if(t>=1) { if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==1) {GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);} } if(t>=2) { if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0) {GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);} t=0; }}
利用systick来实现毫秒延迟和微妙延迟
#include "delay.h"// //如果需要使用OS,则包括下面的头文件即可.#if SYSTEM_SUPPORT_OS#include "includes.h" //ucos 使用 #endif static u8 fac_us=0;//us延时倍乘数 static u16 fac_ms=0;//ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数 #if SYSTEM_SUPPORT_OS//如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS). （关于OS的代码就省略掉了，以后用到再来补充） //初始化延迟函数//当使用OS的时候,此函数会初始化OS的时钟节拍//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8//SYSCLK:系统时钟void delay_init(){#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS. u32 reload;#endif****SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//选择外部时钟 HCLK/8****fac_us=SystemCoreClock/8000000; //为系统时钟的1/8 #if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS. reload=SystemCoreClock/8000000; //每秒钟的计数次数 单位为K reload*=1000000/delay_ostickspersec; //根据delay_ostickspersec设定溢出时间 //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右 fac_ms=1000/delay_ostickspersec; //代表OS可以延时的最少单位 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk; //开启SYSTICK中断 SysTick->LOAD=reload; //每1/delay_ostickspersec秒中断一次 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK #else****fac_ms=(u16)fac_us*1000; //非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数 #endif} #else //不用OS时//延时nus//nus为要延时的us数. void delay_us(u32 nus){ u32 temp; SysTick->LOAD=nus*fac_us; //时间加载 SysTick->VAL=0x00; //清空计数器 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;//开始倒数 do { temp=SysTick->CTRL; }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达 SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器 SysTick->VAL =0X00; //清空计数器 } //延时nms//注意nms的范围//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为://nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms//对72M条件下,nms<=1864 void delay_ms(u16 nms){ u32 temp; SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms; //时间加载(SysTick->LOAD为24bit) SysTick->VAL =0x00; //清空计数器 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数 do { temp=SysTick->CTRL; }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达 SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器 SysTick->VAL =0X00; //清空计数器 }
六、总结
1、要使用systick定时器，只需调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数即可，
函数自动完成：重装载值的装载，时钟源选择，计数寄存器复位，中断优先级的设置(最低)，开中断，开始计数的工作。
2、要修改时钟源调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，也可按照 SysTick_Config()中默认设置FCLK不变。
3、要修改中断优先级调用
void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
应用说明：
1、因systick是一个24位的定时器，故重装值最大值为2的24次方=16 777 215，
要注意不要超出这个值。
2、systick是cortex_m3的标配，不是外设。故不需要在RCC寄存器组打开他的时钟。
3、每次systick溢出后会置位计数标志位和中断标志位，计数标志位在计数器重装载后被清除，而中断标志位也会随着中断服务程序的响应被清除，所以这两个标志位都不需要手动清除。
4、采用使用库函数的方法，只能采用中断的方法响应定时器计时时间到，如要采用查询的方法，那只能采用设置systick的寄存器的方法，具体操作以后再做分析。
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