原创 [原创] MINI-STM32 开发板入门教程 (三) 系统时钟 SysTick

 2009-8-24 23:20  2562 4 4 分类: MCU/ 嵌入式

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[原创] MINI-STM32 开发板入门教程 (三) 系统时钟 SysTick

(一) 背景介绍

在传统的嵌入式系统软件按中通常实现 Delay(N) 函数的方法为：

for(i = 0; i <= x; i ++);

      x  ---  对应于对应于 N 毫秒的循环值

对于STM32系列微处理器来说，执行一条指令只有几十个 ns，进行 for 循环时，要实现 N 毫秒的 x 值非常大，而且由于系统频率的宽广，很难计算出延时 N 毫秒的精确值。针对 STM32 微处理器，需要重新设计一个新的方法去实现该功能，以实现在程序中使用 Delay(N)。

(二) STM32 SysTick 介绍

Cortex-M3 的内核中包含一个 SysTick 时钟。SysTick 为一个 24 位递减计数器，SysTick 设定初值并使能后，每经过 1 个系统时钟周期，计数值就减 1。计数到 0 时，SysTick 计数器自动重装初值并继续计数，同时内部的 COUNTFLAG 标志会置位，触发中断 (如果中断使能情况下)。

在 STM32 的应用中，使用 Cortex-M3 内核的 SysTick 作为定时时钟，设定每一毫秒产生一次中断，在中断处理函数里对 N 减一，在Delay(N) 函数中循环检测 N 是否为 0，不为 0 则进行循环等待；若为 0 则关闭 SysTick 时钟，退出函数。

注：全局变量 TimingDelay , 必须定义为 volatile 类型 , 延迟时间将不随系统时钟频率改变。

(三) ST SysTick 库文件

使用ST的函数库使用systick的方法
1、调用SysTick_CounterCmd()             -- 失能SysTick计数器
2、调用SysTick_ITConfig ()                   -- 失能SysTick中断
3、调用SysTick_CLKSourceConfig()       -- 设置SysTick时钟源。
4、调用SysTick_SetReload()                -- 设置SysTick重装载值。
5、调用SysTick_ITConfig ()                   -- 使能SysTick中断
6、调用SysTick_CounterCmd()             -- 开启SysTick计数器

(四) SystemTick 工程实战

外部晶振为 8 MHz，9 倍频，系统时钟为 72MHz，SysTick 的最高频率为9MHz（最大为HCLK / 8），在这个条件下，把 SysTick 效验值设置成9000，将 SysTick 时钟设置为 9 MHz，就能够产生 1ms 的时间基值，即 SysTick 产生 1ms 的中断。

/* Configure the system clocks */
RCC_Configuration();
SysTick_Configuration();

第一步: 配置 RCC 寄存器和 SysTick 寄存器

RCC_Configuration: 配置 RCC 寄存器
void RCC_Configuration(void)
{
/* RCC system reset(for debug purpose) */
RCC_DeInit();

/* Enable HSE */
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

/* Wait till HSE is ready */
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
      /* HCLK = SYSCLK */
      RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

      /* PCLK2 = HCLK */
      RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

      /* PCLK1 = HCLK/2 */
      RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

      /* Flash 2 wait state */
      FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
      /* Enable Prefetch Buffer */
      FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

      /* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */
      RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

      /* Enable PLL */
      RCC_PLLCmd(ENABLE);

      /* Wait till PLL is ready */
      while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
      {
      }

      /* Select PLL as system clock source */
      RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

      /* Wait till PLL is used as system clock source */
      while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
      {
      }
}

/* Enable GPIOA and AFIO clocks */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
                     RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

SysTick_Configuration: 配置 SysTick
void SysTick_Configuration(void)
{
/* Select AHB clock(HCLK) as SysTick clock source */
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);

/* Set SysTick Priority to 3 */
NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 3, 0);

/* SysTick interrupt each 1ms with HCLK equal to 72MHz */
SysTick_SetReload(72000);

/* Enable the SysTick Interrupt */
SysTick_ITConfig(ENABLE);
}

第二步: 配置 SysTick 中断函数

这里我们定义了一个 TestSig 全局变量, 用于我们使用 Keil 软件自带的逻辑分析仪来分析.

volatile vu32 TimingDelay = 0;
vu8 TestSig = 0;

void SysTickHandler(void)
{
TimingDelay--;
if(TimingDelay % 2)
{
      TestSig = 1;
}
else
{
      TestSig = 0;
}
}

第三步: 编写 Delay 延时函数

Delay: 系统延时函数, 使用系统时钟操作.

void Delay(u32 nTime)
{
/* Enable the SysTick Counter */
SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);

TimingDelay = nTime;

while(TimingDelay != 0);

/* Disable the SysTick Counter */
SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);
/* Clear the SysTick Counter */
SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);
}

第四步:  主函数中调用 Delay

在 Mini-STM32 开发板上有两个 LED 灯, 分别是 PA0, PA1. 我们做个流水灯程序, 让他们循环点亮.
while(1)
{
      GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
      Delay(100);
      GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
      Delay(100);
      GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
      Delay(100);
      GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
      Delay(100);
}

(五) 仿真调试

把工程便宜通过后, 进入软件仿真
如下图所示:点击工程快捷菜单的逻辑分析仪