SysTick时钟,俗称“嘀嗒定时器”，它能按设定的时间产生一次中断。控制工程代码中随处可见形如delay_ms()之函数。但是一直不清楚其内在机制。今天花时间研究了一下。首先还是在数据手册上看一下SysTick寄存器的配置，
SysTick时钟,俗称“嘀嗒定时器”，它能按设定的时间产生一次中断。控制工程代码中随处可见形如delay_ms()之函数。但是一直不清楚其内在机制。今天花时间研究了一下。
本文引用地址: http://www.21ic.com/app/mcu/201811/781135.htm
首先还是在数据手册上看一下SysTick寄存器的配置，如图：
寄存器说明
STM32的时钟源
选择外部时钟源时，则Systick时钟为HCLK /8
选择内核时钟源时，则Systick时钟为HCLK
延时编程原理
systick定时器是24位的递减计数器，设定初值并使能它后，它会把每个系统时钟周期计数器减1，
计数到0 时，将从RELOAD 寄存器中自动重装载定时器初值。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.
延时编程步骤
1.计算出产生1us 需要多少个时钟周期 fac_us
2.计算出RELOAD寄存器的值
也就是产生相应延时所需要的时钟周期数
RELOAD=fac_us * nus
3.开启计数
4.循环检测计数到0的标志位
5.清空计数器，关闭定时器
SysTick异常配置步骤
1对CTRL/LOAD/VAL三个寄存器进行配置
2初始化SysTick使用的时钟
3清除系统当前值，装入重装值
4使能SysTick,使SysTick能响应中断
======================
库函数版
使用ST的函数库使用systick的方法，严格按照以下顺序：
1、调用SysTick_CounterCmd() – 使能SysTick计数器
2、调用SysTick_ITConfig () – 使能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
Systick中断服务函数
void SysTick_Handler(void);
寄存器版
使用外部8M时钟,锁相环里出来的频率是72M,AHB预分频后是72M,
systick固定HCLK时钟的1/8,即9M,那么延时1us是9个时钟
voiddelay_init(u8SYSCLK)//系统时钟是72MHz,SYSCLK=72{SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清0,也就是配置选择外部时钟fac_us=SYSCLK/8;//硬件8分频,fac_us得出的值是要给下面的时钟函数用的fac_ms=(u16)fac_us*1000;}voiddelay_us(u32nus)//nus假如为10us{u32temp;SysTick->LOAD=nus*fac_us;//延时10us的话就是10*9=90,装到load寄存器中SysTick->VAL=0x00;//计数器清0,因为currrent字段被手动清零时,load将自动重装到VAL中SysTick->CTRL=0x01;//配置使异常生效,也就是计数器倒数到0时将发出异常通知do{temp=SysTick->CTRL;//时间到了之后,该位将被硬件置1,但被查询后自动清0}while(temp&0x01&&!(tmep&(1<<16)));//查询SysTick->CTRL=0x00;//关闭计数器SysTick->VAL=0x00;//清空val}12345678910111213141516171819202122
最后一个while循环,判断如果Systick还在Enable的状态，并且计数器还没数到0，
就不停的循环把当前的SysTick->CTRL寄存器值写入变量temp，继续下一次判断。
当Systick被Disable或者计数器数到0了，就停止循环。
=====终=====
什么是SYSTICK:
这是一个24位的系统节拍定时器system tick timer,SysTick,具有自动重载和溢出中断功能，所有基于Cortex_M3处理器的微控制器都可以由这个定时器获得一定的时间间隔。
作用：
在单任务引用程序中，因为其架构就决定了它执行任务的串行性，这就引出一个问题：当某个任务出现问题时，就会牵连到后续的任务，进而导致整个系统崩溃。要解决这个问题，可以使用实时操作系统（RTOS）.
因为RTOS以并行的架构处理任务，单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于RTOS来设计自己的应用程序。这样SYSTICK存在的意义就是提供必要的时钟节拍，为RTOS的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。
微控制器的定时器资源一般比较丰富，比如STM32存在8个定时器，为啥还要再提供一个SYSTICK？原因就是所有基于ARM Cortex_M3内核的控制器都带有SysTick定时器，这样就方便了程序在不同的器件之间的移植。而使用RTOS的第一项工作往往就是将其移植到开发人员的硬件平台上，由于SYSTICK的存在无疑降低了移植的难度。
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。
时钟的选择：
用户可以在位于Cortex_M3处理器系统控制单元中的系统节拍定时器控制和状态寄存器（SysTick control and status register ,SCSR）选择systick 时钟源。如将SCSR中的CLKSOURCE位置位，SysTick会在CPU频率下运行；而将CLKSOUCE位清除则SysTick会以CPU主频的1/8频率运行。
3.5版本的库函数与以往的有所区别
不存在stm32f10x_systick.c文件，故原来的一些函数也不存在，比如SysTick_SetReload(u32 reload);SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState);等
在3.5版本的库函数中与systick相关的函数只有两个
第一个，SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h头文件中进行定义的。
第二个，void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，在misc.c文件中定义的。
SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h
主要的作用：
1、初始化systick
2、打开systick
3、打开systick的中断并设置优先级
4、返回一个0代表成功或1代表失败
注意：
Uint32_t ticks 即为重装值，
这个函数默认使用的时钟源是AHB，即不分频。
要想分频，调用void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，
但是要注意函数调用的次序，先SysTick_Config(uint32_t ticks)，
后SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
函数说明：
/**
* @brief Initialize and start the SysTick counter and its interrupt.
*
* @param ticks number of ticks between two interrupts
* @return 1 = failed, 0 = successful
*
* Initialise the system tick timer and its interrupt and start the
* system tick timer / counter in free running mode to generate
* periodical interrupts.
*/
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1);
/* Reload value impossible */重装载值必须小于0XFF FFFF,为什么，这是一个24位的递减计数器。
SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;
/* set reload register */设置重装载值，SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定义见后面
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);
/* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
SysTick->VAL = 0;
/* 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 (0);
/* Function successful */
}
#endif
与systick相关的寄存器定义
/** @addtogroup CMSIS_CM3_SysTick CMSIS CM3 SysTick
memory mapped structure for SysTick
@{
*/
typedef struct
{
__IO uint32_t CTRL; /*!< Offset: 0x00 SysTick Control and Status Register */
__IO uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x04 SysTick Reload Value Register */
__IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x08 SysTick Current Value Register */
__I uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x0C SysTick Calibration Register */
} SysTick_Type;
与systick寄存器相关的寄存器及位的定义
/* SysTick Control / Status Register Definitions */控制/状态寄存器
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos 16 /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk (1ul << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)
/*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */ 溢出标志位
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2 /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)
/*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */时钟源选择位，0=外部时钟；1=内核时钟
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos 1 /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)
/*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */异常请求位
#define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos 0 /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */
#define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos)
/*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask */使能位
/* SysTick Reload Register Definitions */
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos 0 /*!< SysTick LOAD: RELOAD Position */
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)
/*!< SysTick LOAD: RELOAD Mask */
/* SysTick Current Register Definitions */
#define SysTick_VAL_CURRENT_Pos 0 /*!< SysTick VAL: CURRENT Position */
#define SysTick_VAL_CURRENT_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos)
/*!< SysTick VAL: CURRENT Mask */
/* SysTick Calibration Register Definitions */
#define SysTick_CALIB_NOREF_Pos 31 /*!< SysTick CALIB: NOREF Position */
#define SysTick_CALIB_NOREF_Msk (1ul << SysTick_CALIB_NOREF_Pos)
/*!< SysTick CALIB: NOREF Mask */
#define SysTick_CALIB_SKEW_Pos 30 /*!< SysTick CALIB: SKEW Position */
#define SysTick_CALIB_SKEW_Msk (1ul << SysTick_CALIB_SKEW_Pos)
/*!< SysTick CALIB: SKEW Mask */
#define SysTick_CALIB_TENMS_Pos 0 /*!< SysTick CALIB: TENMS Position */
#define SysTick_CALIB_TENMS_Msk (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos) /*!< SysTick CALIB: TENMS Mask */
/*@}*/ /* end of group CMSIS_CM3_SysTick */
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
作用：
选择systick的时钟源，AHB时钟或AHB的8分频
默认使用的是AHB时钟，即72MHz
函数说明：
/**
* @brief Configures the SysTick clock source.
* @param SysTick_CLKSource: specifies the SysTick clock source.
* This parameter can be one of the following values:
* @arg SysTick_CLKSource_HCLK_Div8: AHB clock divided by 8 selected as SysTick clock source.
* @arg SysTick_CLKSource_HCLK: AHB clock selected as SysTick clock source.
* @retval None
*/
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));
if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK)
{
SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK;
}
else
{
SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;
}
}
Systick时钟源的定义：
/** @defgroup SysTick_clock_source
* @{
*/
#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 ((uint32_t)0xFFFFFFFB)//将控制状态寄存器的第二位置0，即用外部时钟源
#define SysTick_CLKSource_HCLK ((uint32_t)0x00000004)//将控制状态寄存器的第二位置1，即用内核时钟
#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \
((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))
Systick定时时间的设定：
重装载值=systick 时钟频率(Hz)X想要的定时时间（S）
如：时钟频率为：AHB的8分频；AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz;要定时1秒，则
重装载值=9000000X1=9000000；
定时10毫秒
重状态值=9000000X0.01=90000
Systick的中断处理函数，
在startup_stm32f10x_hd.s启动文件中有定义。
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
根据需要直接编写中断处理函数即可：
Void SysTick_Handler (void)
{ ;}
注意：
如果在工程中，加入了stm32f10x_it.c,而又在主函数中编写中断函数，则会报错。
因为在stm32f10x_it.c文件中，也有这个中断函数的声明，只是内容是空的。
/**
* @brief This function handles SysTick Handler.
* @param None
* @retval None
*/
void SysTick_Handler(void)
{
}
中断优先级的修改
在调用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后，调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。这个函数在core_cm3.h头文件中。
具体内容如下：
/**
* @brief Set the priority for an interrupt
*
* @param IRQn The number of the interrupt for set priority
* @param priority The priority to set
*
* Set the priority for the specified interrupt. The interrupt
* number can be positive to specify an external (device specific)
* interrupt, or negative to specify an internal (core) interrupt.
*
* Note: The priority cannot be set for every core interrupt.
*/
static __INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
{
if(IRQn < 0) {
SCB->SHP[((uint32_t)(IRQn) & 0xF)-4] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for Cortex-M3 System Interrupts */
else {
NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for device specific Interrupts */
}
下面以一个实例来说明：
利用systick来实现以1秒的时间间隔，闪亮一个LED指示灯，指示灯接在GPIOA.8，低电平点亮。
#include "stm32f10x.h"
//函数声明
void GPIO_Configuration(void);//设置GPIOA.8端口
u32 t;//定义一个全局变量
int main(void)
{
// SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
SysTick_Config(9000000);
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
GPIO_Configuration();
while(1);
}
//GPIOA.8设置函数
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义一个端口初始化结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//打开GPIOA口时钟
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//设置为推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置输出频率50M
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;//指定第8脚
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化GPIOA.8
GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);//置高GPIOA.8，关闭LED
}
//systick中断函数
void SysTick_Handler(void)
{
t++;
if(t>=1)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==1)
{GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}
}
if(t>=2)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0)
{GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}
t=0;
}
}
模拟后的结果
1、8分频后结果
2、直接调用SysTick_Config(9000000);即不分频的结果，间隔为1/8=0.125s
总结：
1、要使用systick定时器，只需调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数即可，
自动完成了，重装载值的装载，时钟源选择，计数寄存器复位，中断优先级的设置(最低)，开中断，开始计数的工作。
2、要修改时钟源调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)。
3、要修改中断优先级调用
void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
应用说明：
1、因systick是一个24位的定时器，故重装值最大值为2的24次方=16 777 215，
要注意不要超出这个值。
2、systick是cortex_m3的标配，不是外设。故不需要在RCC寄存器组打开他的时钟。
3、每次systick溢出后会置位计数标志位和中断标志位，计数标志位在计数器重装载后被清除，而中断标志位也会随着中断服务程序的响应被清除，所以这两个标志位都不需要手动清除。
4、采用使用库函数的方法，只能采用中断的方法响应定时器计时时间到，如要采用查询的方法，那只能采用设置systick的寄存器的方法，具体操作以后再做分析。
