STM32F4 系统定时器

概述

  系统定时器(SysTick)也叫做叫做系统滴答时钟，属于Cortex-M4内核中的一个外设(系统外设)，内嵌在NVIC中，并且是24bit向下递减的计数器，当计数器的值为0时就申请中断请求，告诉CPU紧急处理该事件。当计数器为0时，可设置自动重装计数器的值便可以实现周期性的调用中断函数，可以利用这种特性实现一个调度器，基于时间片轮转会根据时间片切换任务，用于任务管理和上下文切换，这使得处理器能够在不同的时隙中处理不同的任务。
  上图是从《stm32f4xx中文参考手册》时钟树中截取的部分截图，可以看出RCC向Cortex系统定时器 (SysTick) 提供了8分频的AHB时钟(HCLK)，SysTick可使用此时钟作为时钟源，也可使用HCLK作为时钟源，具体可在SysTick控制和状态寄存器中配置。

库函数

/**该函数初始化系统计时器及其中断，并启动系统计时计时器，其时钟源被设置为了AHB时钟，
计数器处于自由运行模式，以产生周期性中断。
*/
uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks) 

  参数ticks就是计数值，为了方便计算直接使用全局变量SystemCoreClock，AHB时钟的值与其相等，将SysTick_Config的参数设置为SystemCoreClock时，也就是一秒钟的时间到达，每过1秒就会产生一个中断。当需要设置一秒钟到达1000次时，只需要将SystemCoreClock/1000，也就是可以将分母看成程序systick中断产生的频率，如下所示：

SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);//假设SystemCoreClock为168MHz，系统定时器进行168000次计数，就是1ms时间的到达。

延时函数

  在许多情况下，可能不需要使用SysTick_Config函数，因为可能使用别的参考时钟，或者不希望启用SysTick中断。在这些情况下，需要直接对SysTick寄存器进行编程，推荐如下顺序:
    1.按SysTick->CTRL写入0，关闭SysTick定时器；
    2.将新的重载值写入SysTick->LOAD；
    3.向SysTick当前值寄存器SysTick->VAL写入0；
    4.写入SysTick控制和状态寄存器SysTick->CTRL，选择时钟源，启动SysTick定时器；
    5.循环检测计数是否完毕，计数完毕便退出；
    6.关闭系统定时器。
  可通过上述方法便可以实现延迟函数，创建sys_tick.c，sys_tick.h文件，保存到Hardware文件夹下，在添加到目录树的Hardware组合Inc组中。

int32_t delay_us(uint32_t nus)
{
	uint32_t temp;

	SysTick->CTRL = 0; 					
	SysTick->LOAD = (nus*21)-1; 		
	SysTick->VAL = 0; 					
	SysTick->CTRL = 1;//使能定时器，并使用AHB的八分频时钟作为时钟源，不使能systick中断				
	
	while(1)
	{
		temp=SysTick->CTRL;
		//检测count flag
		if(temp & 0x00010000)
			break;
		
		//检测系统定时器是否意外关闭	
		if((temp & 0x1)==0)
			return -1;		
	}
	
	SysTick->CTRL = 0; 					
	return 0;
}

int32_t  delay_ms(uint32_t nms)
{
	uint32_t t = nms;
	uint32_t temp;

	while(t--)
	{
		SysTick->CTRL = 0; 			
		SysTick->LOAD = 21000-1; 	
		SysTick->VAL = 0; 			
		SysTick->CTRL = 1; 			
		while(1)
		{
			temp=SysTick->CTRL;
			
			//检测count flag
			if(temp & 0x00010000)
				break;
			
			//检测系统定时器是否意外关闭	
			if((temp & 0x1)==0)
				return -1;		
		}
	}	
	SysTick->CTRL = 0; 	
	return 0;
}

  与官方的代码不同，上述代码考虑到了系统定时器意外关闭的情况，当使用官方代码的延时函数进行反复调用的时候（如轮询检测矩阵键盘需要大量调用延时函数），程序终将会跳转到延时函数中无法退出。

总结

  1.系统定时器不够精准，需要高精度计时时可以使用TIM（外设定时器）实现；
  2.不过就我编写过的程序来看，与外设通信时使用上面的延迟函数时，没有出现什么大问题；
  3.系统定时器也可以实现高精度计时，不过目前还没有去研究，后续有机会再补充。