STM32中SysTick系统滴答定时器用于延时功能的实现及说明

复制代码

    在进行stm32开发的过程中，我们可能会使用到系统滴答定时器SysTick进行延时。系统滴答定时器是一个24位的向下倒计时的定时器。它主要有四个寄存器：重装载值寄存器LOAD、当前值寄存器VAL、控制寄存器CTRL和校准寄存器CALIB(校准寄存器一般不使用)。
    以下是系统滴答定时器用于延时操作的相关代码实现及说明。(这里只是在没有操作系统OS的驱动代码中使用，在有操作系统OS的代码中，SysTick系统滴答定时器可能作为操作系统的时基时钟使用。并且操作系统OS往往已经提供了相关的延时函数，直接调用操作系统提供的函数即可)

delay.h文件

复制代码

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H

void delay_init(void);
void delay_ms(u16 ms);
void delay_us(u32 us);

#endif

=================================分割线================================

delay.c文件

复制代码

#include "delay.h" 

static u8 fac_us = 0;       //微秒级延时系数              
static u16 fac_ms = 0;      //毫秒级延时系数
           
//初始化延迟函数
void delay_init()
{
    SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);   //使用外部时钟 
    fac_us = SystemCoreClock / 8000000;                     //微秒对应的tick数  
    fac_ms = (u16)fac_us * 1000;                            //毫秒对应的tick数   
}
说明：
    对于F103系列芯片来说系统时钟为72MHz，而滴答定时器的时钟为HCLK的8分频，即是9MHz。
    那么可以知道滴答定时器的计数器每减9次，时间为1微秒。每减9000次时间为1毫秒。
    （1MHz的时钟频率计数器每加1或者减1的时间为1us）
    因此微秒系数fac_us = 9,fac_ms = 9000。

//微秒级延时函数              
void delay_us(u32 us)
{       
    u32 temp;            
    SysTick->LOAD = us * fac_us;                        //时间加载           
    SysTick->VAL = 0x00;                                //清空计数器
    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;          //启动定时器   
    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;                                //清除COUNTFLAG计时完成标志位     
}
说明：
    对于系统滴答定时器的使用一般为以下步骤：
    1、将重装载值赋给LOAD寄存器，对于微秒延时重装载值就是延时系数乘以延时时间
    2、将当前值寄存器VAL清零
    3、启动定时器进行计时
    4、等待计时时间到关闭定时器
    5、清除计时完成的标志位COUNTFLAG
    关于清除COUNTFLAG标志位，可以等计时完成后直接读取控制寄存器CTRL的第16位进行清除；
    也可以通过写当前值寄存器VAL来进行清除。
    do
    {
        temp = SysTick->CTRL;
    }while((temp & 0x01) && !(temp & (1<<16))); 
    这个语句中(temp & 0x01)首先确保定时器是处于打开状态。
    (temp & (1<<16)用来判断标志位COUNTFLAG是否为1,当计时时间到后标志位COUNTFLAG会自动置1。
    由于这里是do--while循环，因此当计时时间未到时，标志位COUNTFLAG一直为0，也即是(temp & (1<<16)
    为0，取反后为1表示真，以上条件都成立，则继续执行do语句里的内容（继续查询COUNTFLAG标志位的状态）。
                                                     
//毫秒级延时函数   
void delay_ms(u16 ms)
{                 
    u32 temp;          
    SysTick->LOAD = (u32)ms * fac_ms;               //时间加载
    SysTick->VAL = 0x00;                            //清空计数器
    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;      //启动定时器  
    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;                            //清除COUNTFLAG计时完成标志位        
} 
注意：
    由于滴答定时器的重装载值寄存器LOAD和当前值寄存器都是24位的，因此延时的时间是有上限的。
    最大延时时间为2^24 - 1 = 16777215,对于微秒级延时每减9次为1us，因此最大延时时长为：
    16777215 / 9 ---1864135us = 1864.135ms = 1.864s。
    在使用滴答定时器进行延时时不能超过以上的最大延时时间。