STM32之系统滴答定时器

一、SysTick（系统滴答定时器）概述

操作系统需要一个滴答定时器周期性产生中断，以产生系统运行的节拍。在中断服务程序里，基于优先级调度的操作系统会根据进程优先级切换任务，基于时间片轮转系统会根据时间片切换任务。总之，滴答定时器是一个操作系统的“心跳”。

Cortex-M3在内核部分封装了一个滴答定时器--SysTick，在之前的ARM内核通常是不会把定时器做进内核，定时器都是SOC厂商自己制作的外设。显然，Cortex-M3封装了这么一个定时器，对于将操作系统移植到不同SOC厂商生产的Cortex-M3系类MCU上，带来了极大的方便。Cortex-M3内核统一了这样的一个系统滴答定时器，移植操作系统的时候可以使用内核的定时器，而忽略掉不同厂商生产定时器带来的分歧。

二、SysTick control and status register(STK_CTRL)

SysTick的控制是极其简单的，它的控制和状态都汇聚在同一个寄存器STK_CTRL上。

STK_CTRL的每一位的含义英文解释都是很清晰的，不必多说。需要额外讨论的是COUNTFLAG标志位，这个标志位代表的含义是：当计数为0时，也即STK_VAL计数至0时，此标志位置1。

经过笔者一番摸索，对此位有更多的看法。

COUNTFLAG:　　

1、此位与SysTick的中断无关，不是中断标志位，可以算作事件标志位（计数至0事件）。

2、此位可以用作软件查询

3、读写此寄存器都会硬件自动更新COUNTFLAG的值，当然此位的值软件也是可以改写的。也就是说，倘若我们轮训查看COUNTFLAG是否置1（也就是计数是否结束）。当SysTick硬件上计数为0，COUNTFLAG因此硬件自动置1。在我们软件读取STK_CTRL的时候，其实SysTick的STK_VAL的值已经不是0（因为自动重装，并且可能计时几个CLK了）。这个时候我们读取到了COUNTFLAG的标志位的1，同时也将COUNTFLAG自动清零。

三、滴答定时器应用之精准延时函数

1、函数实现思路

函数实现使用“轮询状态位COUNTFLAG”实现精准延时节拍10us。

在使用的时候，首先调用函数SysTick_Init配置SysTick的定时周期为10us。在延时函数中，当启动定时器后，就调用函数SysTick_GetFlagStatus轮询是否定时10us结束，如果结束就更新一下延时节拍变量nTime。

由于SysTick定时器自动重装计数器初值，而且SysTick_GetFlagStatus在检测到SET的时候，COUNTFLAG也自动清理。所以软件不必装定时器初值，也不必手动清除标志位COUNTFLAG。

2、函数实现代码

#include "bsp_sysTick.h"/*** @brief  读取SysTick的状态位COUNTFLAG* @param  无* @retval The new state of USART_FLAG (SET or RESET).*/static FlagStatus SysTick_GetFlagStatus(void) {if(SysTick->CTRL&SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk) {return SET;}else{return RESET;}}/*** @brief  清除SysTick的状态位COUNTFLAG* @param  无* @retval 无*/static void SysTick_ClearFlag(void){       SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk;}/*** @brief  配置系统滴答定时器 SysTick* @param  无* @retval 1 = failed, 0 = successful*/uint32_t SysTick_Init(void){/* SystemFrequency / 1    1ms中断一次* SystemFrequency / 100     10us中断一次* SystemFrequency / 1 1us中断一次*//* 设置定时周期为10us  */if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100)) { /* Capture error */ return (1);}/* 关闭滴答定时器且禁止中断  */SysTick->CTRL &= ~ (SysTick_CTRL_ENABLE_Msk  SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);                                                  return (0);}/*** @brief   us延时程序,10us为一个单位* @param  *        @arg nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 10us = 10us* @retval  无*/void Delay_us(__IO uint32_t nTime){     /* 清零计数器并使能滴答定时器 */  SysTick->VAL   = 0;  SysTick->CTRL =  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     for( ; nTime > 0 ; nTime--){/* 等待一个延时单位的结束 */while(SysTick_GetFlagStatus() != SET);}/* 关闭滴答定时器 */SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;}

3、函数的优点和缺陷

优点：

使用轮询法实现精准延时是可靠的，因为硬件自动重装定时器初值，只要我们在下一次计数结束（为0）之前，将节拍计数变量nTime更新，那么这个延时函数就是可靠的。

使用轮询法的另一个好处是没有用到全局变量，完全是局部变量搞定了所需功能。倘若使用中断延时，必须利用全局变量给精准延时函数传递参数。

缺陷：

由于使用的是轮询法，有可能被其他的中断打断