【野火指南者】STM32F103延时函数及其系统定时器

2023-12-09 17:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

学习目的： 1、学习STM32的系统定时器及其相关的寄存器 2、使用STM32的系统定时器来配置延时函数 3、学习使用不同方式实现STM32的延时函数

内容介绍：一、Systick简介二、Systick相关寄存器介绍三、使用Systick配置延时函数四、STM32的延时函数

一、Systick介绍

SysTick（系统定时器）是属于 CM3 内核中的一个外设，内嵌在 NVIC 中。系统定时器是一个 24bit 的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为 1 S Y S C L K \dfrac{1}{SYSCLK} SYSCLK1，一般默认设置系统时钟 SYSCLK等于 72M。当重装载数值寄存器的值递减到 0 的时候，系统定时器就产生一次中断，以此循环往复。

二、Systick相关寄存器介绍

SysTick（系统定时器）有 4 个寄存器，在使用 SysTick 产生定时的时候，只需要配置前三个寄存器，最后一个校准寄存器不需要使用。

寄存器名称寄存器描述CTRLSysTick 控制及状态寄存器LOADSysTick 重装载数值寄存器VALSysTick 当前数值寄存器CALIBSysTick 校准数值寄存器

1、CTRL寄存器在这里插入图片描述

位段名称类型复位值描述16COUNTFLAGR/W0如果自上次读取本寄存器后， SysTick 计数到 0，则该位为 1，若读该位自动清零2CLKSOURCER/W0时钟源选择位，0: A H B 8 \dfrac{AHB}{8} 8AHB 1: 处理器时钟 (AHB) 1TICKINTR/W0SysTick 异常请求使能位 0:计数到0不产生中断请求 1：倒计数到0产生中断请求0ENABLER/W0SysTick 定时器使能位 0:不使能 1：使能

2、LOAD寄存器在这里插入图片描述

位段名称类型复位值描述23：0RELOADR/W0当倒计数到0时，将被重装载的值

重装载值的范围： 0x00000001-0x00FFFFFF 注：开始值0是可能的，但是没有效果，因为SysTick异常请求和COUNTFLAG在从1计数到0时被激活

重装载的值根据实际使用情况计算： ①要生成周期为N个处理器时钟周期的多镜头计时器，请使用N-1的重载值。例如，如果SysTick中断需要每100个时钟脉冲，设置RELOAD为99。 ②为了在N个处理器时钟周期的延迟后提供一个单一的SysTick中断，使用值N的RELOAD。例如，如果在400个时钟脉冲后需要SysTick中断，设置RELOAD为400。

3、VAL寄存器在这里插入图片描述

位段名称类型复位值描述23：0CURRENTR/W0VAL寄存器包含SysTick计数器的当前值。返回SysTick计数器的当前值。任何值的写操作都会将字段清除为0，并将STK_CTRL寄存器中的COUNTFLAG位清除为0。

4、CALIB寄存器在这里插入图片描述

位段名称类型复位值描述31NOREFRead0读取为零。指示提供一个单独的参考时钟，这个钟的频率是HCLK/830SKEWRead11毫秒计时不准确的校准值不知道，因为TENMS不知道。这可能会影响SysTick作为软件实时时钟的适用性。23:0TENMSRead0当SysTick计数器以HCLK max/8作为外部时钟运行时，指示校准值。数值与产品有关，请参阅产品参考手册、SysTick校准数值部分。当HCLK被编程在最大频率，SysTick周期是1ms。如果不知道校准信息，从处理器时钟或外部时钟的频率计算所需的校准值三、使用Systick配置延时函数

在设计延时函数之前，需先对SysTick进行配置

//这个固件库函数在 core_cm3.h 中有定义 static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks) //形参 ticks 用来设置重装载寄存器的值 { // reload 寄存器为 24bit，最大值为 2^24 if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); //#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk （0xFFFFFFul LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; // 配置中断优先级为 1 // 当计数器的值减小到 0 的时候，CRTL 寄存器的位 16 会置 1 while ( !((SysTick->CTRL)&(1 // 当计数器的值减小到 0 的时候，CRTL 寄存器的位 16 会置 1 // 当置 1 时，读取该位会清 0 while ( !((SysTick->CTRL)&(1 while (1); } time_delay=nms; //读取定时时间 while(time_delay); SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器 SysTick->VAL =0X00; //清空计数器 } /******** **** @bried：微秒级延时函数 **** ********/ void delay_us(volatile unsigned long nus) { //SYSTICK分频--1us的系统时钟中断 if (SysTick_Config(SystemFrequency/1000000)) { while (1); } time_delay=nus;//读取定时时间 while(time_delay); SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器 SysTick->VAL =0X00; //清空计数器 } //在中断中将time_delay递减,实现延时 void SysTick_Handler(void) { if(time_delay) time_delay--; }

2、非中断方式(寄存器版) SYSTICK 的时钟固定为HCLK 时钟的1/8，在这里我们选用内部时钟源72M，所以SYSTICK的时钟为9M，即SYSTICK定时器以9M的频率递减。

//此延时不进入SysTick中断 void delay_us(u32 nus) { u32 temp; SysTick->LOAD = 9*nus; SysTick->VAL=0X00; //清空计数器 SysTick->CTRL=0X01; //使能，减到零是无动作，采用外部时钟源 do { temp=SysTick->CTRL; //读取当前倒计数值 } while((temp&0x01)&&(!(temp&(1VAL =0X00; //清空计数器 } void delay_ms(u32 nms) { u32 temp; SysTick->LOAD = 9000*nms; SysTick->VAL=0X00; //清空计数器 SysTick->CTRL=0X01; //使能，减到零是无动作，采用外部时钟源 do { temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值 } while((temp&0x01)&&(!(temp&(1VAL =0X00; //清空计数器 }

3、普通延时方法这种延时方法是让单片机做空循环来打发时间，从而实现延时的目的。

void delay_us(u16 time) //微秒级延时函数 { u16 i=0; while(time--) { i=10; while(i--); } } /********************************************************************* *********************************************************************/ void delay_ms(u16 time) //毫秒级延时函数 { u16 i=0; while(time--) { i=12000; while(i--); } }

以上几种延时方式各有优劣，读者可凭借需求自行选择

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