STM32基础（4）使用SysTick滴答定时器实验精准延时

原理

SysTick 定时器也叫 SysTick 滴答定时器，它是 Cortex-M3 内核的一个外设， 被嵌入在 NVIC 中。它是一个 24 位向下递减的定时器，每计数一次所需时间为 1/SYSTICK，SYSTICK 是系统定时器时钟，它可以直接取自系统时钟，还可以通过系统时钟 8 分频后获取。

当定时器计数到 0 时，将从 LOAD 寄存器中自动重装定时器初值，重新向下递减计数，如此循环往复。如果开启SysTick 中断的话，当定时器计数到 0，将产生一个中断信号。因此只要知道计数的次数就可以准确得到它的延时时间。

在 STM32F1 库函数中，并没有提供相应的 SysTick 定时器配置函数，我们要操作 SysTick 定时器就需要了解它的寄存器功能。CTRL 是 SysTick 定时器的控制及状态寄存器。LOAD 是 SysTick 定时器的重装载数值寄存器。VAL 是 SysTick 定时器的当前数值寄存器。

步骤

1. 编写SysTick驱动程序（STM32F1系列通用）
   1. 将固件库文件misc.c添加至工程，misc.c中包含SysTick寄存器的操作函数
   2. 编写头文件：函数声明
   3. 编写驱动文件：初始化函数、延时us函数、延时ms函数
2. 对GPIO的IDR和ODR寄存器位操作进行封装（STM32F1系列通用）
3. 编写LED驱动程序
   1. 编写头文件：宏定义连接LED的端口、端口引脚、端口时钟、引脚位带，函数声明
   2. 编写驱动文件：
      1. LED初始化函数：开启端口时钟，定义GPIO_InitTypeDef结构体变量并初始化，拉高引脚电平
4. 主函数调用延时初始化函数、延时函数

代码

//SysTick.h
#ifndef _SYSTICK_H
#define _SYSTICK_H

#include "system.h"

void SysTick_Init(u8 SYSCLK);
void delay_ms(u16 nms);
void delay_us(u32 nus);

#endif

//SysTick.c
#include "SysTick.h"

static u8 fac_us = 0;		//保存倍乘数
static u16 fac_ms = 0;

void SysTick_Init(u8 SYSCLK)
{
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);	//将CTRL寄存器的第二位置0，即用外部时钟源
	fac_us = SYSCLK/8;	//72/8
	fac_ms = (u16)fac_us*1000;
}

void delay_us(u32 nus)
{
	u32 temp;
	SysTick->LOAD = nus*fac_us;//重装载值
	SysTick->VAL = 0x00;//当前数值清0
	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//使能SysTick
	do
	{
		temp = SysTick->CTRL;
	}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));//定时器开启且未倒数到0
	SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//失能SysTick
	SysTick->VAL = 0x00;//当前数值清0
}

/*
注意:nms的值,SysTick->LOAD为24位寄存器，不要大于0xffffff*8*1000/SYSCLK,对72M条件下,nms<=1864ms 
*/
void delay_ms(u16 nms)
{	 		  	  
	u32 temp;		   
	SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;				//时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
	SysTick->VAL =0x00;							//清空计数器
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;	//开始倒数  
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));		//等待时间到达   
	SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;	//关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;       					//清空计数器	  	    
} 

//system.c
#include "system.h"		//头文件中把GPIO的IDR和ODR寄存器位操作进行了封装

//system.h
#ifndef _system_H
#define _system_H

#include "stm32f10x.h"

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<<CM3权威指南>>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C 
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C 
#define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C 
#define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C 
#define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C 
#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C    
#define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C    

#define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8) //0x40010808 
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 
#define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+8) //0x40011008 
#define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+8) //0x40011408 
#define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+8) //0x40011808 
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08 
#define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08 
 
//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入

#endif

//led.h
#ifndef _led_H
#define _led_H

#include "stm32f10x.h"	//定义了各种地址
#include "system.h"

#define LED1_PORT GPIOB
#define LED1_PIN GPIO_Pin_5
#define LED1_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOB

#define LED2_PORT GPIOE
#define LED2_PIN GPIO_Pin_5
#define LED2_PORT_RCC RCC_APB2Periph_GPIOE

#define LED1 PBout(5)  	
#define LED2 PEout(5) 

void LED_Init(void);

#endif

//led.c
#include "led.h"

void LED_Init(void){
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(LED1_PORT_RCC|LED2_PORT_RCC, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	
	GPIO_Init(LED1_PORT, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(LED1_PORT, LED1_PIN);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_PIN;
	GPIO_Init(LED2_PORT, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(LED2_PORT, LED2_PIN);
}

//main.c

#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"

int main()
{
	
	LED_Init();
	SysTick_Init(72);
	
	while(1)
	{
		LED1 = 0;
		LED2 = 0;
		delay_ms(500);
		LED1 = 1;
		LED2 = 1;
		delay_ms(500);
	}
}