Systick滴答时钟

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简介:SysTick 是一个24 位的倒计数定时器,当计到0 时,将从RELOAD 寄存器中
自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick 控制及状态寄存器中的使能位清
除,就永不停息。

1.systick介绍

Systick就是一个定时器而已,只是它放在了NVIC中,主要的目的是为了

给操作系统提供一个硬件上的中断(号称滴答中断)。没有学过操作系统的同学,可能会很郁闷,啥叫滴答中断?这里来简单地解释一下。操作系统进行运转的时候,也会有“心跳”。它会根据“心跳”的节拍来工作,把整个时间段分成很多小小的时间片,每个任务每次只能运行一个“时间片”的时间长度就得退出给别的任务运行,这样可以确保任何一个任务都不会霸占整个系统不放。这个心跳,可以通过定时器来周期性触发,而这个定时器就是systick。很明显,这个“心跳”是不允许任何人来随意地访问和修改的。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清除,就永不停息。

它有四个寄存器:

STK_CSR,0xE000E010--控制寄存器

STK_LOAD,0xE000E014--重载寄存器

STK_VAL,0xE000E018--当前值寄存器

STK_CALRB,0xE000E01C--校准值寄存器

1、STK_CSR控制寄存器:寄存器内有4个位t具有意义

第0位:ENABLE,Systick使能位(0:关闭Systick功能;1:开启Systick

功能)

第1位:TICKINT,Systick中断使能位(0:关闭Systick中断;1:开启

Systick中断)

第2位:CLKSOURCE,Systick时钟源选择(0:使用HCLK/8作为Systick

时钟;1:使用HCLK作为Systick时钟)

第3位:COUNTFLAG,Systick计数比较标志,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、STK_LOAD重载寄存器:

Systick是一个递减的定时器,当定时器递减至0时,重载寄存器中的值就

会被重装载,继续开始递减。STK_LOAD重载寄存器是个24位的寄存器最大

计数0xFFFFFF。

3、STK_VAL当前值寄存器:

也是个24位的寄存器,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。

4、STK_CALRB校准值寄存器:

位31NOREF:1=没有外部参考时钟(STCLK不可用)0=外部参考时钟可用

位30SKEW:1=校准值不是准确的1ms0=校准值是准确的1ms

位[23:0]:Calibrationvalue

IndicatesthecalibrationvaluewhentheSysTickcounterrunsonHCLK

max/8asexternalclock.Thevalueisproductdependent,pleasereferto

theProductReferenceManual,SysTickCalibrationValuesection.When

HCLKisprogrammedatthemaximumfrequency,theSysTickperiodis1ms.

Ifcalibrationinformationisnotknown,calculatethecalibrationvalue

requiredfromthefrequencyoftheprocessorclockorexternalclock.

2.systick编程

现在我们想通过Systick定时器做一个精确的延迟函数,比如让LED精确延

迟1秒钟闪亮一次。

思路:利用systick定时器为递减计数器,设定初值并使能它后,它会每个

系统时钟周期计数器减1,计数到0时,SysTick计数器自动重装初值并继续

计数,同时触发中断。

那么每次计数器减到0,时间经过了:系统时钟周期*计数器初值。我们

使用72M作为系统时钟,那么每次计数器减1所用的时间是1/72M,计数器

的初值如果是72000,那么每次计数器减到0,时间经过(1/72M)*72000=0.001,即1ms。

Q:什么是SYSTick定时器?

SysTick是一个24位的倒计数定时器,当计到0时,将从RELOAD寄存器中

自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器中的使能位清

除,就永不停息。

Q:为什么要设置SysTick定时器?

(1)产生操作系统的时钟节拍

SysTick定时器被捆绑在NVIC中,用于产生SYSTICK异常(异常号:15)。

在以前,大多操作系统需要一个硬件定时器来产生操作系统需要的滴答中断,作为整个系统的时基。因此,需要一个定时器来产生周期性的中断,而且最好还让用户程序不能随意访问它的寄存器,以维持操作系统“心跳”的节律。

(2)便于不同处理器之间程序移植。

Cortex‐M3处理器内部包含了一个简单的定时器。因为所有的CM3芯片都带

有这个定时器,软件在不同CM3器件间的移植工作得以化简。该定时器的时钟

源可以是内部时钟(FCLK,CM3上的自由运行时钟),或者是外部时钟(C

M3处理器上的STCLK信号)。

不过,STCLK的具体来源则由芯片设计者决定,因此不同产品之间的时钟频率

可能会大不相同,你需要检视芯片的器件手册来决定选择什么作为时钟源。Sys

Tick定时器能产生中断,CM3为它专门开出一个异常类型,并且在向量表中有

它的一席之地。它使操作系统和其它系统软件在CM3器件间的移植变得简单多

了,因为在所有CM3产品间对其处理都是相同的。

(3)作为一个闹铃测量时间。

SysTick定时器除了能服务于操作系统之外,还能用于其它目的:如作为一个闹铃,用于测量时间等。要注意的是,当处理器在调试期间被喊停(halt)时,则SysTick定时器亦将暂停运作。

Q:Systick如何运行?

首先设置计数器时钟源,CTRL->CLKSOURCE(控制寄存器)。设置重载值(R

ELOAD寄存器),清空计数寄存器VAL(就是下图的CURRENT)。置CTRL

->ENABLE位开始计时。

如果是中断则允许Systick中断,在中断例程中处理。如采用查询模式则不断读取控制寄存器的COUNTFLAG标志位,判断是否计时至零。或者采取下列一种

方法当SysTick定时器从1计到0时,它将把COUNTFLAG位置位;而下述方法

可以清零之:

1.读取SysTick控制及状态寄存器(STCSR)

2.往SysTick当前值寄存器(STCVR)中写任何数据

只有当VAL值为0时,计数器自动重载RELOAD。

Q:如何使用SysTicks作为系统时钟?

SysTick的最大使命,就是定期地产生异常请求,作为系统的时基。OS都需要这种“滴答”来推动任务和时间的管理。如欲使能SysTick异常,则把STCSR.TICKINT置位。另外,如果向量表被重定位到SRAM中,还需要为SysTick异常建立向量,提供其服务例程的入口地址.

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