中科芯CKS32F4xx系列MCU SysTick定时器的原理及使用方法

本课将为大家讲解CKS32F4xx系列产品的SysTick定时器原理及使用方法。SysTick定时器也叫SysTick滴答定时器，属于Cortex-M4内核外设。SysTick定时器可以用于查询延时、中断延时以及测量函数运行时间;在实时操作系统RTOS中作为滴答定时器，用于上下文切换。采用Cortex-M内核的微处理都有SysTick定时器，方便不同处理器之间的软件移植。SysTick定时器时钟源可直接选取系统时钟，还可以通过系统时钟8分频后取得。

SysTick定时器内部是一个递减的计时器，当减到0时，将从LOAD寄存器中自动重装定时器初始值，重新向下递减计数，如此循环往复。如果开启SysTick中断，当计数器减到0时，SysTick可以生产异常，异常编号为15。

SysTick定时器寄存器

SysTick定时器内部是一个24位向下递减的计时器，包含4个寄存器，如图。

图1SysTick定时器框图

1）STK_CTRL寄存器
STK_CTRL是SysTick定时器的控制及状态寄存器，相应功能如下：

2)STK_LOAD寄存器
STK_LOAD寄存器是SysTick定时器的重装载数值寄存器，相应功能如下：

3）STK_VAL寄存器
STK_VAL寄存器是SysTick定时器的当前数值寄存器，相应功能如下：

4）STK_CALIB寄存器
STK_CALIB寄存器是SysTick定时器的校准数值定时器，用于利用片上硬件为软件提供校准信息，但使用情况较少。在CMSIS Core中，不需要使用SysTick校准寄存器，因为CMSIS Core提供了一个名为“SystemCoreClock”的软件变量。此变量在系统初始化函数“SystemInit（）”中设置，每次更改系统时钟配置时也会更新。这种方法比使用SysTick CalibrationRegister的硬件方法灵活。校准寄存器描述如下表：

查询延时使用步骤

1）配置SysTick定时器时钟源

2）加载延时计数值 3）清零计数器，启动定时器开始递减计数 4）等待计数结束 5）清零计数，关闭定时器，延时结束 相关函数如下：

中断方式延时使用步骤

1）配置SysTick定时器时钟源

2）调用系统函数SysTick_Config（），开启中断，配置中断间隔
3）延时函数赋值延时变量，并等待延时变量递减到0，达到精确延时效果
4）中断函数中延时变量递减到0 相关函数如下：

测量短时函数的执行时间

SysTick计时器可用于计时测量。例如，可以使用以下代码测量短函数的持续时间：

SysTick->CTRL = 0; // 禁用 SysTick

SysTick->LOAD = 0xFFFFFFFF; // 设置重装寄存器到最大值

SysTick->VAL = 0; // 清零VAL

SysTick->CTRL = 0x5; // 使能SysTick, 使用处理器时钟

while(SysTick->VAL != 0); // 等待重装完毕

start_time = SysTick->VAL; // 较大的起始点

TestDelayFunc(); // 待测函数执行时间

stop_time = SysTick->VAL; // 获取执行结束时间

cycle_count = start_time e stop_time;//计算函数执行时间

由于SysTick是一个递减计数器，因此start_time的值大于stop_time。如果待测函数执行时间较长，这种情况必须启用SysTick异常，并使用SysTick处理程序来计算SysTick计数器下溢的次数。

总结及注意事项

SysTick定时器是微处理器系统内部定时器，提供精确的时间延时和计时功能。采用中断方式延时，需要考虑SysTick中断优先级较低，容易被打断影响延时；在嵌入式系统中，系统将使用SysTick计时器，应用程序中则不可在使用SysTick；在系统在线调试停止时，SysTick计时器将停止计时。