STM32之六：SysTick系统滴答定时器
目录
1. SysTick简介
2. 时钟来源
3. SysTick寄存器
3.1 CTRL—SysTick控制及状态寄存器
3.2 RELOAD—SysTick重装载数值寄存器
3.3 CURRENT—SysTick当前数值寄存器
4. systick系统定时器配置
5. 延时函数实现
5.1 延时函数编写步骤
5.2 微秒级延时函数delay_us
5.3 毫秒级延时函数delay_ms
5.4 秒级延时函数delay_s
1. SysTick简介
SysTick——系统定时器，是属于CM3内核的一个外设，内嵌在NVIC中。SysTick是一个24位的向下递减的计数器，从重装载寄存器的值递减到0，之后自动从RELOAD寄存器中重装载定时器初值。只要不使能systick定时器，它就永不停息的一直循环计数，在睡眠模式下也能使用。
systick系统滴答定时器在没有操作系统时，用于延时；在有操作系统时候（RTOS、UCOS2）通常为操作系统提供精准的定时中断（1ms~50ms）。
2. 时钟来源
1. AHB时钟8分频
2. FCLK内核时钟 ，默认选择FCLK内核时钟
3. SysTick寄存器
SysTick有4个寄存器，如下图所示。
3.1 CTRL—SysTick控制及状态寄存器
控制及状态寄存器共计24位，但只使用了其0、1、2、16位。其中第2位为是时钟选择位，置1表示使用处理器时钟，即系统时钟；
3.2 RELOAD—SysTick重装载数值寄存器
3.3 CURRENT—SysTick当前数值寄存器
3.4 校准数值寄存器，这个本节不需要，暂不介绍。
此图汇总systick的寄存器。
4. systick系统定时器配置
查看core_cm3.h可以找到systick_Config()函数，该函数配置了系统定时器的时钟源、重装载值和当前值。
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{ if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); /* Reload value impossible */SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; /* set reload register */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 */
}下面是函数中使用的结构体SysTick_Type，可以看到该结构体中包含了上文介绍的各个寄存器值。
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;下面是函数中使用的宏定义：
/* SysTick Control / Status Register Definitions */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos 16 /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk (1ul << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos) /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos 2 /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos) /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos 1 /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos) /*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */#define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos 0 /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */
#define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos) /*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask *//* 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 */
其中，Msk表示掩码操作，掩码操作指的是对一串二进制数据，通过与msk的位操作，达到屏蔽制定位而实现需求。
例如对一串数字的0~3位清零，则可以定制一个msk=00001111。对于cmd=01010101，则cmd & ~msk = 01010101 & 11110000 = 01010000.
1ul，其中ul是一个后缀表示无符号长整型（unsigned long）。<<表示左移位操作，例如a<<b，表示a左移b位，通常代表，即
.
例如CTRL寄存器，其中SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk 表示将1ul左移SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos位，即2位，可得第2位的值为：，即第2位值为1，联系上文，可知CTRL的第2位为systick定时器的时钟源选择位，将本位赋值1，表示使用系统内核时钟。
如此，便能理解systick_Config()函数了。
5. 延时函数实现
5.1 延时函数编写步骤
- 失能systick系统定时器，即SysTick->CTRL 定时器第0位置0。
- 将新的重加载值写入到SysTick->LOAD寄存器中。
- 将SysTick->VAL的值置为0。
- 使能systick系统定时器。
官方推荐代码如下：（参考《Cortex M3与M4权威指南.pdf》第316页）
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick
SysTick->LOAD = 0xFF; // Count from 255 to 0 (256 cycles)
SysTick->VAL = 0; // Clear current value as well as count flag
SysTick->CTRL = 5; // Enable SysTick timer with processor clock
while ((SysTick->CTRL & 0x00010000)==0);// Wait until count flag is set
SysTick->CTRL = 0; // Disable SysTick下面分别为微秒级、毫秒级、秒级延时函数示例（摘自B站金善愚systick定时器讲解视频）。
5.2 微秒级延时函数delay_us
#define AHB_INPUT 72 //请按RCC中设置的AHB时钟频率填写到这里（单位MHz）void delay_us(u32 uS){ //uS微秒级延时程序（参考值即是延时数，72MHz时最大值233015） SysTick->CTRL = 0;SysTick->LOAD=AHB_INPUT*uS - 1;//重装计数初值（当主频是72MHz，72次为1微秒）SysTick->VAL=0x00; //清空定时器的计数器SysTick->CTRL=0x00000005;//时钟源HCLK，打开定时器while(!(SysTick->CTRL&0x00010000)); //等待计数到0SysTick->CTRL=0;//关闭定时器
}5.3 毫秒级延时函数delay_ms
void delay_ms(u16 ms){ //mS毫秒级延时程序（参考值即是延时数，最大值65535） while( ms-- != 0){delay_us(1000); //调用1000微秒的延时}
}
//或者
void delay_ms(uint32_t ms)
{while(ms --){SysTick->CTRL = 0; // 关闭系统定时器后才能配置寄存器SysTick->LOAD = 72000 - 1; // 设置计数值，用于设置定时的时间SysTick->VAL = 0; // 清空当前值还有计数标志位SysTick->CTRL = 5; // 使能系统定时器工作，且时钟源为系统时钟的8分频（168MHz/8=21MHz）while(!(SysTick->CTRL&0x00010000)); //等待计数到0SysTick->CTRL = 0; // 关闭系统定时器 }
}5.4 秒级延时函数delay_s
void delay_s(u16 s){ //S秒级延时程序（参考值即是延时数，最大值65535） while( s-- != 0){delay_ms(1000); //调用1000毫秒的延时}
}