【STM32】系统滴答计时器systick

一、什么是系统滴答计时器

系统滴答定是 Cortex-M 内核 内置的一个 24 位递减计数定时器，专门用于操作系统的 时基（tick），但也可以用于普通的定时任务。

• 24 位倒计时计数器，每次溢出触发中断
• 时钟源 可以选择 AHB 或 AHB/8
• 适用于系统滴答定时、延时、定时任务
• 支持中断，可以在中断服务函数中执行任务

时基: 操作系统要执行多任务, 需要使用切片机制, systick可以作为专门的时基源

裸机开发可以直接当普通定时器用,产生精准延迟

二、相关寄存器

1. CTRL（控制寄存器）
   • ENABLE：启用定时器
   • TICKINT：使能中断
   • CLKSOURCE：选择时钟源（AHB 或 AHB/8）
   • COUNTFLAG：计数器溢出标志
2. LOAD（重装载寄存器）
   • 设定倒计时初值（最大 2²⁴-1 = 16777215）
3. VAL（当前计数值寄存器）
   • 读取当前倒计时数值
4. CALIB（校准值寄存器）
   • 提供系统默认时钟的参考

三、具体操作

相关函数

示例1

#include "drv_systick.h"

uint32_t fs_ms = 0;
uint32_t fs_us = 0;

void MYSTK_Init(void)
{
    //1.配置时钟源
    SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
    //2.禁用systick
    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE;

    //获取主频
    RCC_ClocksTypeDef rcc_clockStruct;
    RCC_GetClocksFreq(&rcc_clockStruct);

    fs_ms =  rcc_clockStruct.HCLK_Frequency / 8 /1000;
    fs_us = fs_ms / 1000;

}

void MYSysTick_DelayMs(uint16_t ms)
{
    SysTick->LOAD = ms * fs_ms;
    SysTick->VAL = 0;
    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE;
    // 等待
    while(!(SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG))
    {
    }
    // 一次性定时, 所以关掉
    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE;
    SysTick->VAL = 0;
}

常见问题

LOAD的准确值

systick逻辑: VAL到0后重载, 这个重载也是一次周期, 实际循环次数为LOAD+1

应该将SysTick->LOAD = ms * fs_ms;改为 SysTick->LOAD = ms * fs_ms - 1;

假设LOAD值为5, 则计数顺序为 5-4-3-2-1-0-5-4-3-2-1-0, 即每个周期实际会数6个数

中断导致SysTick停止

while (!(SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG));中, 如果其他中断产生并且将SysTick禁用, 会导致主程序延时无法退出, 应改为while((SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_ENABLE) && !(SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG));

SysTick可能会被多个模块使用,其他模块有可能错误地在中断中将SysTick禁用

越限问题-八分延时问题

示例2

#include "drv_systick.h"

uint32_t fs_ms = 0;
uint32_t fs_us = 0;

void MYSTK_Init(void)
{
    //1.配置时钟源
    SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
    //2.禁用systick
    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE;

    //获取主频
    RCC_ClocksTypeDef rcc_clockStruct;
    RCC_GetClocksFreq(&rcc_clockStruct);

    fs_ms =  rcc_clockStruct.HCLK_Frequency / 8 /1000;
    fs_us = fs_ms / 1000;

}

void MYSTK_DelayMs(uint32_t ms)
{
    uint32_t full_tick = ms * fs_ms;             // 总Tick数
    uint16_t cycles = full_tick >> 24;           // 超限部分需要完整循环次数  等价于除以2^24
    uint32_t remain_tick = full_tick & 0xFFFFFF; // 剩余部分Tick数
    uint32_t ctrl_status = 0;                    // 用于检查CTRL的变量
    // 完整计数部分
    if (cycles > 0) 
    {
        SysTick->VAL = 0;
        SysTick->LOAD = 0xFFFFFF;
        MYSYSTICK_START();
        while (cycles > 0)
        {
            MYSYSTICK_WAIT();
            --cycles;
        }
        MYSYSTICK_STOP();
    }
    // 剩余计数部分
    SysTick->VAL = 0;
    SysTick->LOAD = remain_tick - 1;
    MYSYSTICK_START();
    MYSYSTICK_WAIT();
    MYSYSTICK_STOP();
}