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OS能夠支持多任務，能夠以周期性地完成上下文的切換，以并行的架構(gòu)處理任務，單一任務的崩潰并不會牽連到整個系統(tǒng)。上下文周期性切換需要一個定時器能夠打斷程序執(zhí)行，SysTick定時器就可以提供必要的時鐘節(jié)拍，為OS的任務調(diào)度提供一個有節(jié)奏的“心跳”。

SysTick定時器即系統(tǒng)滴答定時器，也稱“心跳定時器”，它是一個24 位的倒計數(shù)定時器，計到0 時，將從重裝載寄存器中自動重裝載定時初值。只要不把它在SysTick 控制及狀態(tài)寄存器中的使能位清除，就永不停息，即使在睡眠模式下也能工作。

SysTick定時器被捆綁在NVIC中，用于產(chǎn)生SysTick異常（異常號：15），SysTick中斷的優(yōu)先級也可以設置。

它會根據(jù)節(jié)拍來工作，把整個時間段分成很多小小的時間片，而每個任務每次只能運行一個時間片的時間長度，超時就退出給別的任務運行，這樣可以確保任何一個任務都不會霸占操作系統(tǒng)提供的各種定時功能，都與這個滴答定時器有關(guān)。

當啟用時，定時器從重載值遞減計數(shù)到零，在下一個時鐘周期將重裝載SYST\_RVR 中的值，然后在后續(xù)時鐘周期遞減。將零值寫入 SYST\_RVR 會在下一次回調(diào)時禁用計數(shù)器。當計數(shù)器變?yōu)榱銜r，COUNTFLAG 狀態(tài)位設置為 1。讀取 SYST\_CSR 將 COUNTFLAG 位清除為 0。寫入 SYST\_CVR 將清除寄存器和 COUNTFLAG 狀態(tài)位為 0，寫入不會觸發(fā) SysTick 異常邏輯，讀取該寄存器會在訪問時返回其值。

1. SysTick寄存器

SysTick定時器主要由4個寄存器組成：

在CMSIS中系統(tǒng)控制寄存器結(jié)構(gòu)體：

typedefstruct {__IOuint32_tCTRL;/*!

在Arm官方資料中4個寄存器的命名分別是SYST\_CSR、SYST\_RVR、SYST\_CVR和SYST\_CALIB，但是在CMSIS中進行了簡化命名，更加清晰明了。

1.1 SysTick控制和狀態(tài)寄存器（SYST\_CSR）

CSR寄存器用到的位有4個，bit0用于是否開啟定時器，置1表示使能SysTick定時器；bit1用于控制是否產(chǎn)生中斷，該位置為1為允許產(chǎn)生中斷；bit2用于設置定時器的時鐘源，設為1，定時器的時鐘源為主時鐘，反之設為0的話定時器的時鐘源為主時鐘的四分之一。

MM32F0130系列的SysTick的HCLK來源于AHB總線經(jīng)過硬件4分頻，F(xiàn)CLK直接來源于AHB時鐘總線。

當 SysTick 定時器從1計到0時，它將把COUNTFLAG位置位；

而下述方法可以清零：

讀取 SysTick 控制及狀態(tài)寄存器（STCSR）
往 SysTick 當前值寄存器（STCVR）中寫任何數(shù)據(jù)

1.2 SysTick重裝載寄存器（SYST\_RVR）

?RVR寄存器用到0~23位，這個值是定時器倒計時的初始值，打開定時器以后，就會從這里設置的值倒計時到0，倒計時到0以后，又會從此值開始倒計時。

1.3 SysTick當前值寄存器（SYST\_CVR）

?CVR寄存器也是用到0~23位，這是一個狀態(tài)寄存器，當定時器開始運作的時候，這個值在不斷的變化，從RVR寄存器獲取初值以后，倒計時到0。CURRENT：讀此寄存器返回系統(tǒng)定時器的當前值，給這個寄存器賦值，將使定時器歸0，且清CTRL中的COUNTFLAG位。

1.4 SysTick當前值寄存器（SYST\_CALIB）

?如果不知道校準信息，則根據(jù)處理器時鐘或外部時鐘的頻率計算所需的校準值。校準值寄存器提供了這樣一個解決方案：它使系統(tǒng)即使在不同的CM0產(chǎn)品上運行，也能產(chǎn)生恒定的SysTick中斷頻率。最簡單的作法就是：直接把TENMS的值寫入重裝載寄存器，這樣一來，只要沒突破系統(tǒng)極限，就能做到每10ms來一次 SysTick異常。如果需要其它的SysTick異常周期，則可以根據(jù)TENMS的值加以比例計算。在系統(tǒng)定時器的四個寄存器中，SYST\_CALIB為校準寄存器，這個是在出廠之前就已經(jīng)配置好了的，我們不必考慮這個寄存器。

2. SysTick編程

SysTick配置需要遵循一定的流程：

開始
禁止SysTick
設置重裝值寄存器
清除當前值寄存器
使能SysTick
完成

SysTick操作相關(guān)函數(shù)有：

__STATIC_INLINEuint32_tSysTick_Config(uint32_tticks); voidSysTick_CLKSourceConfig(u32systick_clk_source); voidRCC_SystickDisable(void); voidRCC_SystickEnable(u32sys_tick_period);

下面的代碼演示啟用 SysTick 的基本程序：

;使能SysTick定時器，并且使能SysTick異常 LDRR0,=0xE000E010;加載STCSR的地址 MOVR1,#0 STRR1,[R0];先停止SysTick，以防意外產(chǎn)生異常請求 LDR R1, =0x3FF ;讓SysTick每1024周期計完一次。因為是從1023數(shù)到 ;0，總共數(shù)了1024個周期，所以加載值為0x3FF STRR1,[R0,#4];寫入重裝載的值 STRR1,[R0,#8];往STCVR中寫任意的數(shù)，以確保清除COUNTFLAG標志 MOVR1,#0x7;選擇FCLK作為時鐘源，并使能SysTick及其異常請求 STRR1,[R0];寫入數(shù)值，開啟定時器

在CMSIS庫中有定義對應的配置函數(shù)：

__STATIC_INLINEuint32_tSysTick_Config(uint32_tticks) { /*Reloadvalueimpossible*/ if((ticks-1UL)>SysTick_LOAD_RELOAD_Msk){ return(1UL); } /*setreloadregister*/ SysTick->LOAD=(uint32_t)(ticks-1UL); /*setPriorityforSystickInterrupt*/ NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,(1UL<VAL=0UL; /*EnableSysTickIRQandSysTickTimer*/ SysTick->CTRL=SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk| SysTick_CTRL_TICKINT_Msk| SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /*Functionsuccessful*/ return(0UL); }

SysTick可以通過輪詢或者中斷方式進行操作，使用輪詢的程序可以讀取SysTick控制和狀態(tài)寄存器，檢查COUNTFLAG，如果該位置位，則表明SysTick計數(shù)已減到0。中斷方式延時參考程序：

static__IOuint32_tTimingDelay; voidDelay(__IOuint32_tnTime) { TimingDelay=nTime; while(TimingDelay!=0); } voidSysTick_Handler(void) { if(TimingDelay!=0x00) { TimingDelay--; } } intmain(void) { //systick時鐘為HCLK，中斷時間間隔1ms if(SysTick_Config(SystemCoreClock/1000)) { while(1); } while(1) { Delay(200);//200ms } }

輪詢方式延時參考程序：

voiddelay_init() { SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div4);//選擇外部時鐘HCLK/4 //為系統(tǒng)時鐘的1/4，實際上也就是在計算1usSysTick的VAL減的數(shù)目 fac_us=SystemCoreClock/4000000; //代表每個ms需要的systick時鐘數(shù)，即每毫秒SysTick的VAL減的數(shù)目 fac_ms=(u16)fac_us*1000; } voiddelay_ms(u16nms) { u32temp; SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;//時間加載(SysTick->LOAD為24bit) SysTick->VAL=0x00;//清空計數(shù)器 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//開始倒數(shù) do { temp=SysTick->CTRL; }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));???//等待時間到達，看CTRL的第16位（COUNTFLAG）是否為1，看STRL的第0位（ENABLE）是否為1??? ?????SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//關(guān)閉計數(shù)器 SysTick->VAL=0X00;//清空計數(shù)器 } voiddelay_us(u32nus) { u32temp; SysTick->LOAD=nus*fac_us;//時間加載 SysTick->VAL=0x00;//清空計數(shù)器 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//開始倒數(shù) do { temp=SysTick->CTRL; }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));????????//等待時間到達??? ????SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//關(guān)閉計數(shù)器 SysTick->VAL=0X00;//清空計數(shù)器 }

SysTick定時器除了能服務于操作系統(tǒng)之外，還能用于其它目的：如時間測量、定時或者鬧鈴等。

原文標題：技術(shù)分享 | Cortex-M0中斷控制和系統(tǒng)控制（五）

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審核編輯：湯梓紅

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