使用系統定時器SysTick實作精确延時微秒和毫秒函數

文章目錄

• • ​​SysTick定時器簡介​​
  • ​​精确延時函數的實作​​
  • ​​總結​​
  • ​​推薦閱讀​​

SysTick定時器簡介

SysTick定時器是存在于系統核心的一個滴答定時器，隻要是ARM Cortex-M0/M3/M4/M7核心的MCU都包含這個定時器，它是一個24位的遞減定時器，當計數到 0 時，将從RELOAD 寄存器中自動重裝載定時初值，開始新一輪計數。使用核心的SysTick定時器來實作延時，可以不占用系統定時器，由于和MCU外設無關，是以代碼的移植，在不同廠家的Cortex-M核心MCU之間，可以很友善的實作。而東芝的這款TT_M3HQ開發闆使用的TMPM3HQFDFG晶片，正好是ARM Cortex-M3核心，是以以前使用的延時函數，可以直接拿過來使用，無需任何修改。

精确延時函數的實作

在core_cm3.h檔案中，有這樣一個SysTick_Config函數：

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)
  {
    return (1UL);                                                   /* Reload value impossible */
  }

  SysTick->LOAD  = (uint32_t)(ticks - 1UL);                         /* set reload register */
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL); /* set Priority for Systick Interrupt */
  SysTick->VAL   = 0UL;                                             /* Load the SysTick Counter Value */
  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |
                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                         /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
  return (0UL);                                                     /* Function successful */
}

      

通過後面的注釋也可以看出，這是對SysTick定時器進行初始化，配置初始計數值，使能中斷，使能定時器等。對應的中斷函數為：

void SysTick_Handler(void)
{ 
｝

      

這個預設是空的，需要我們自己來實作。

如果SysTick初始化為：

SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);     //定時1ms

      

即SysTick定時器每1ms中斷一次，如果我們定義全局變量，然後在中斷函數中，讓此變量遞減，而在延時函數中，一直判斷此變量是否減到了0，那麼這樣就實作了一個延時毫秒的函數。同理改變定時器的計數值為：

SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000);  //定時1us

      

那麼就實作了每1us中斷一次，是以延時微秒和延時毫秒函數的實作：

uint32_t fac_us=0;                          //us延時倍乘數              
uint32_t fac_ms=0;                          //ms延時倍乘數,在ucos下,代表每個節拍的ms數

void delay_init(void)
{
    SystemCoreClockUpdate();        //可以省略
}
void SysTick_Handler(void)
{
    if(fac_us) fac_us--;
    if(fac_ms) fac_ms--;
}
void delay_us(uint32_t nus)
{   
    SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000);  //定時1us
    fac_us = nus;
    while(fac_us != 0);  
}

void delay_ms(uint32_t nms)
{                 
    SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);     //定時1ms
    fac_ms = nms;
    while(fac_ms != 0);             
} 

      

在使用延時函數之前，隻需要進行系統時鐘的更新即可，當然也可以不更新，因為在程式之前之前，系統啟動檔案中已經執行了系統時鐘更新。

總結

由于SysTick定時器是所有的ARM Cortex-M核心MCU都有的一個定時器，是以以上延時微秒和延時毫秒的函數适用于任何 Cortex-M核心的MCU。有了精确延時函數，那麼使用通用GPIO軟體模拟一些通信協定，如IIC、SPI等串行協定，就可以驅動很多硬體裝置了，如EEPROM、溫濕度傳感器、顯示屏等等。

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