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在前面章节中我们使用到的延时是通过 CPU 循环等待产生的，这个延时是不精确的。本章就给大家介绍 STM32F1 内部 SysTick 系统定时器，通过一个简单的LED 流水灯程序来讲述如何配置 SysTick 系统定时器实现精确延时。学习本章可以参考《Cortex M3 权威指南(中文)》 chpt13 Cortex-M3 的其它特性章节或者参考库函数中 core_cm3.h 文件。若结合视频学习效果更佳。本章分为如下几部分内容：
[11.1 SysTick 定时器介绍](#11.1 SysTick 定时器介绍)
[11.2 SysTick 定时器操作](#11.2 SysTick 定时器操作)
[11.2.1 SysTick 定时器寄存器](#11.2.1 SysTick 定时器寄存器)
[11.2.2 SysTick 定时器操作步骤](#11.2.2 SysTick 定时器操作步骤)
[11.3 软件设计](#11.3 软件设计)
[11.3.1 SysTick_Init()函数](#11.3.1 SysTick_Init()函数)
[11.3.2 delay_us()函数](#11.3.2 delay_us()函数)
[11.3.3 delay_ms()函数](#11.3.3 delay_ms()函数)
[11.3.4 主函数](#11.3.4 主函数)
[11.4 实验现象](#11.4 实验现象)
11.1 SysTick 定时器介绍
SysTick 定时器也叫 SysTick 滴答定时器，它是 Cortex-M3 内核的一个外设，被嵌入在 NVIC 中。它是一个 24 位向下递减的定时器，每计数一次所需时间为1/SYSTICK，SYSTICK 是系统定时器时钟，它可以直接取自系统时钟，还可以通过系统时钟 8 分频后获取，本套程序中我们采用后者，即每计数一次所需时间为1/(72/8)us，换句话说在 1us 的时间内会计数 9 次。当定时器计数到0 时，将从LOAD 寄存器中自动重装定时器初值，重新向下递减计数，如此循环往复。如果开启 SysTick 中断的话，当定时器计数到 0，将产生一个中断信号。因此只要知道计数的次数就可以准确得到它的延时时间。
SysTick 定时器通常应用在操作系统中，为其提供时钟周期。
11.2 SysTick 定时器操作
在 STM32F1 库函数中，并没有提供相应的 SysTick 定时器配置函数，我们要操作 SysTick 定时器就需要了解它的寄存器功能。其实SysTick 定时器寄存器很简单，只有 4 个，分别是 CTRL、LOAD、VAL、CALIB。这些寄存器都可以在《CortexM3 权威指南(中文)》 apdx D NVIC 寄存器小结章节或者库函数core_cm3.h文件中找到，里面有详细的介绍。
11.2.1 SysTick 定时器寄存器
（1）CTRL 寄存器
CTRL 是 SysTick 定时器的控制及状态寄存器。其相应位功能如下：
| 位段 | 名称 | 类型 | 复位值 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| 16 | COUNTFLAG | R | 0 | 如果在上次读取本寄存器后，Systick已经数到了0，则该位为1。如果读取该位，该位将自动清零 |
| 2 | CLKSOURCE | R/W | 0 | 0=外部时钟源(STCLK) 1=内核时钟(FCLK) |
| 1 | TICKINT | R/W | 0 | 1=Systick 倒数到0时产生Systick异常请求 0=数到0时无动作 |
| 0 | ENABLE | R/W | 0 | Systick定时器的使能位 |
注：CLKSOUTCE 位是用于选择 SysTick 定时器时钟来源，如果该位为1，表示其时钟是由系统时钟直接提供即 72M。如果为 0，表示其时钟是由系统时钟八分频后提供即 72/8=9M。
（2）LOAD 寄存器
LOAD 是 SysTick 定时器的重装载数值寄存器。其相应位功能如下：
| 位段 | 名称 | 类型 | 复位值 | 描述 |
| 23:0 | RELOAD | R/W | 0 | 当倒数至0时，将被重装载的值 |
|---|
因为 STM32F1 的 SysTick 定时器是一个 24 位递减计数器，因此重装载寄存器中只使用到了低 24 位，即 bit0-bit23。当系统复位时，其值为0。
（3）VAL 寄存器
VAL 是 SysTick 定时器的当前数值寄存器。其相应位功能如下：
| 位段 | 名称 | 类型 | 复位值 | 描述 |
| 23:0 | CURRENT | R/Wc | 0 | 读取时返回当前倒计数的值，写它则使之清零，同时还会清除在 Systick 控制及状态寄存器中的COUNTFLAG标志 |
|---|
同样只有 bit0-bit24 有效，复位时值为 0。
（4）CALIB 寄存器
CALIB 是 SysTick 定时器的校准数值寄存器。其相应位功能如下：
| 位段 | 名称 | 类型 | 复位值 | 描述 |
| 31 | NOREF | R | - | 1=没有外部参考时钟（STCLK不可用） 0=外部参考时钟可用 |
| 30 | SKEW | R | - | 1=校准值不是准确的 10ms 0=校准值是准确的 10ms |
| 23:0 | TENMS | R/W | 0 | 10ms 的时间内倒计数的格数。芯片设计者应该通过 Cortex-M3 的输入信号提供该数值。若该值读回零，则表示无法使用校准功能 |
|---|
此寄存器在定时实验中不需要使用，可以不用了解。
11.2.2 SysTick 定时器操作步骤
SysTick 定时器的操作可以分为 4 步：
（1）设置 SysTick 定时器的时钟源。
（2）设置 SysTick 定时器的重装初始值（如果要使用中断的话，就将中断使能打开）。
（3）清零 SysTick 定时器当前计数器的值。
（4）打开 SysTick 定时器。
11.3 软件设计
从这章开始，软件设计部分我们就不再讲述怎么复制工程、新建文件以及添加对应的头文件路径，我们直接打开实验例程内的工程进行讲解。同样SysTick定时器延时函数在任何一个 STM32F1 应用程序中都用得上，因此将其驱动文件放在 Public 文件夹内。这里我们打开"\4--实验程序\1--基础实验\5-SysTick系统定时器实验"工程，从工程 Public 组中可以看到，引进了一个新的SysTick.c源文件，此文件内的函数就是按照操作步骤完成，有对us 的延时和ms 的延时。将其打开，这里我们主要介绍关键代码。
11.3.1 SysTick_Init()函数
SysTick_Init 函数代码如下：
cpp
//初始化延迟函数
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟频率
void SysTick_Init(u8 SYSCLK)
{
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
fac_us=SYSCLK/8;
fac_ms=(u16)fac_us*1000;
} SysTick_Init 函数形参 SYSCLK 表示的系统时钟大小，默认配置我们使用的系统时钟是 72M，所以调用这个函数时，形参值即为 72。函数内部调用了一个库函数 SysTick_CLKSourceConfig，此函数用来对 SysTick 定时器时钟的选择，我们使用的 SysTick 定时器时钟是系统时钟的 8 分频，所以参数是SysTick_CLKSource_HCLK_Div8。如果使用系统时钟作为SysTick 定时器时钟，那么参数即为 SysTick_CLKSource_HCLK。这个函数在misc.c 库文件内，如何查找我们前面介绍过方法。
下面的一条语句是用来求取 SysTick 定时器在 1us 时间内和1ms 时间内的计数次数。
11.3.2 delay_us()函数
delay_us 函数代码如下：
cpp
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_us
* 函数功能 : us延时，
* 输 入 : nus：要延时的us数
注意:nus的值,不要大于798915us(最大值即2^24/fac_us@fac_us=21)
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
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
}①将需要延时多少 us 的计数值加载到 SysTick 的LOAD 寄存器中，fac_us值是延时 1us 所需的计数值。
②清空当前计数值寄存器 VAL。
③打开 SysTick 定时器，定时器开始向下递减计数。
④CTRL 寄存器的第 16 位是 SysTick 递减到 0 的标志位，如果递减到0，此为置 1，通过读取该位来判断延时是否完成，从而退出while 循环。
⑤关闭 SysTick 定时器。
⑥清空当前计数值寄存器 VAL。
11.3.3 delay_ms()函数
delay_ms 函数代码如下：
cpp
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_ms
* 函数功能 : ms延时，
* 输 入 : nms：要延时的ms数
注意:nms的值,SysTick->LOAD为24位寄存器，
不要大于0xffffff*8*1000/SYSCLK
对72M条件下,nms<=1864ms
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
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
} 此函数功能与 delay_us 基本一样，只不过这里是延时ms。要注意的是，SysTick 定时器是 24 位的，其计数最大值为 0xffffff，时间为nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK，SYSCLK 是系统时钟为72M，所以最大延时为1864ms。如果需要延时大于 1.864S，可以调用多个 delay_ms 函数即可。
11.3.4 主函数
在 main.c 文件中前面引入了工程中所需的头文件，可以打开工程查看，这里我们主要看下 main 函数，代码如下：
cpp
#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
int main()
{
SysTick_Init(72);
LED_Init();
while(1)
{
LED0=!LED0;
delay_ms(500); //精确延时500ms
}
}主函数实现的功能比较简单，首先对 SysTick 定时器进行初始化配置，选择系统时钟作为 SysTick 的时钟，然后初始化 LED，这个初始化过程前面已经介绍过，大家也可以进入这个函数内查看。最后进入 while 循环语句，对LED 管脚进行位操作，里面也调用了 delay_ms 延时函数，这时候的延时是非常精确的。
11.4 实验现象
将工程程序编译下载到开发板内，可以看到核心板上的LED 指示灯闪烁。