【技术】解析武汉芯源MCU CW32系统滴答SysTick定时器

2023-01-06 武汉芯源半导体公众号
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Cortex-M0+处理器中内置有一个SysTick定时器,通常用于嵌入式操作系统的多任务切换,在不使用操作系统的应用中,亦可作为其它用途,如定时、计时或者为需要周期性执行的任务提供中断源。


1.SysTick工作原理

SysTick定时器内部含有一个24位的递减计数器,当计数减至0时,会从SysTick的重装载寄存器中取值作为计数器的初始值,同时可以选择在这个时候产生中断(异常号:15)。例如设置重装载寄存器为100,那么当计数减为0时,就会重新复位为100继续递减计数。

它的特点是:

• 24位递减计数器

• 自动重装载能力

• 当计数器达到0时产生可屏蔽的系统中断


2.SysTick寄存器介绍

在core_cm0plus.h中展示了四种寄存器,将一一介绍:


IOM uint32_t CTRL控制寄存器:

第0位:ENABLE,SysTick使能位(0:关闭SysTick功能,1:开启SysTick功能);

第1位:TICKINT,SysTick中断使能位(0:关闭SysTick中断,1:开启SysTick中断);

第2位:CLKSOURCE,SysTick时钟选择(1:使用HCLK,0:使用参考时钟频率);

第3为:COUNTFLAG,SysTick计数比较标志,如果在上次读取本寄存器后,SysTick已经数到0了,则该位为1,如果读取该位,该位自动清零。

__IOM uint32_t LOAD重载寄存器:

24位的寄存器,最大计数0xFFFFFF。当SysTick计数器递减至0时,重载寄存器中的值就会被重装载,继续开始递减。

__IOM uint32_t VAL当前值寄存器:

24位的寄存器,读取时返回当前计数器的计数值,写任何值都会使之清零,同时还会清除SysTick控制寄存器中的COUNTFLAG标志。

__IM uint32_t CALIB校准值寄存器:

只读寄存器,主要存放10mS校准值,该值和MCU相关。


3.操控SysTick定时器

在MDK开发环境中,我们不必要非得去操作每一个寄存器,可以通过调用CW函数库中的函数来进行相关的操作。


void InitTick(uint32_t HclkFreq)

初始化SysTick滴答定时器,带入的参数为HCLK的频率,如HCLK为24MHz,则带入参数为24000000。该函数会调用uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)函数完成SysTick定时器的相关配置并启动。SysTick默认为1mS定时器,如果需要修改定时周期,则需要修改uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)函数中重装载值寄存器配置。

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)

初始化系统计时器及其中断,并启动。

(1)SysTick->LOAD = (uint32_t)(ticks - 1UL);

设置SysTick重装载值

(2)NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,

(1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL);

设置SysTick定时器中断优先级

(3)Tick->VAL = 0UL;

加载SysTick计数器值

(4)SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |

SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

设置SysTick IRQ中断使能,并开启SysTick定时器


4.Systick延时功能实现

对于mS级及以上的延时,可在完成SysTick定时器初始化后,通过SysTickDelay(uint32_t Delay)函数来实现,该函数的形参为需要延时的mS数。


对于uS级延时,一般通过调整__NOP空指令数量来实现,不建议用SysTick定时器来实现,主要原因是M0+系统中固有的中断响应时间(压栈和出栈)、中断处理时间等会影响uS延时精度。


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