STM32滴答定时器(SysTick)原理及延时函数实现

逆旅可好2025-03-28 12:01

一、滴答定时器(SysTick)简介

SysTick是ARM Cortex内核内置的一个24位向下递减计数器，通常用于操作系统的时基和任务调度。STM32中，这个定时器也经常用于实现精准的延时功能。

SysTick的寄存器包括：

CTRL (控制和状态寄存器)
LOAD (重装载寄存器)
VAL (当前值寄存器)
CALIB (校准寄存器)

二、SysTick工作原理

SysTick计数器工作过程为：

用户写入LOAD寄存器以设置初始倒数值。
当计数器使能后，计数器VAL以系统时钟（或系统时钟8分频）频率递减。
当计数器递减到0时，触发一个计数结束标志，并重新装载LOAD寄存器的值继续倒数。

利用这一特性，可以实现精准延时。

三、延时函数实现

下面是一个典型的STM32基于SysTick实现微秒(us)与毫秒(ms)延时函数的示例。

复制代码

#include "stm32f10x.h"

// 初始化滴答定时器
void SysTick_Init(void)
{
    SysTick->CTRL = 0; // 禁用SysTick
    SysTick->LOAD = 0xFFFFFF; // 最大重装值
    SysTick->VAL = 0; // 清空当前计数值
    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 选择内核时钟，启动计数
}

// 微秒级延时函数
void delay_us(uint32_t us)
{
    uint32_t ticks = us * (SystemCoreClock / 1000000);
    SysTick->LOAD = ticks;
    SysTick->VAL = 0; // 清空VAL

    // 等待计数完成
    while (!(SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk));
}

// 毫秒级延时函数（基于微秒函数实现）
void delay_ms(uint32_t ms)
{
    while (ms--)
        delay_us(1000);
}

四、注意事项

在延时函数调用之前，必须调用SysTick_Init()初始化滴答定时器。
SystemCoreClock为系统主频（如STM32F103通常为72MHz），确保该变量已经正确初始化。
由于SysTick是24位计数器，因此延时的最大值不能超过LOAD寄存器所能存储的最大值。

五、总结

STM32中SysTick定时器以其高精度和内置特性，非常适合用于延时函数实现和实时操作系统的时钟节拍，实现简单且精确，是嵌入式开发中非常常见的一种延时方法。