STM32系统滴答_及不可不知的延时技巧上

然在最初入门时，如何让这些小灯们按照我们的想法欢快地跑起来呢，绝大多数小朋友的做法是：在一个while循环里加上延时程序，让小灯在每个状态下停留一段时间，再进入下一个状态，这样小灯们就会在不同的状态中切换，就可以根据我们设计的程序闪烁了。

这样这里就会涉及到一个延时程序的编写的问题，而一般的做法是一个for循环里去减一个很大的数，直到为0，则延时完成，那个数的值则是根据时钟频率和指令运行周期，估算出来的，还记得较久以前看过一篇帖子介绍51单片机精确延时的几种方法，有一种方法是在keil中设定好时钟频率，然后通过软件仿真试来算延时时间，以达到较精确定时。

但这些方法一般都不够方便，延时也不够精确，更高阶一点的方法便是开一个定时器，在定时中断里面计数达到精确延时的目的。

在STM32的应用中，可考虑利用SysTick系统嘀嗒定时器来实现。但在STM32开发手册中对它的介绍却很少，几乎到没有的程度。因为它是Cortex内核的部分，CM3为它专门开出一个异常类型，并且在中断向量表中占有一席之地（异常号15），这样它可以很方便的移植到不同厂商出CM3内核的芯片上，并且对于有实时操作系统的软件，它一般会作为整个系统的时基，这个对操作系统非常重要。有关SysTick的详细介绍可参考《Cortex-M3权威指南》第133页第八章及第179页第十三章。

SysTick总共有四个寄存器:

1、

对应于软件中SysTick->CTRL；

2、

对应于软件中SysTick-> LOAD；

3、

对应于软件中SysTick-> VAL；

4、

对应于软件中SysTick-> CALIB（），没有用过，也不常用，暂不作介绍。

这几个寄存器的偏移量如下图所示：

寄存器结构体的定义在CMSISCM3CoreSupport core_cm3.h中，如下

/**@addtogroupCMSIS_CM3_SysTickCMSISCM3SysTick memorymappedstructureforSysTick @{ */ typedefstruct { __IOuint32_tCTRL;/*!
SysTick是一个24 位的定时器，即一次最多可以计数 224个时钟脉冲，这个脉冲计数值被保存到SysTick->VAL当前计数值寄存器中，它只能向下计数，每接收到一个时钟脉冲SysTick->VAL的值就向下减1，直至0，然后由硬件自动把重载寄存器SysTick->LOAD中的值到SysTick->VAL重新计数，并且当SysTick->VAL值计数到0时，触发异常，调用void SysTick_Handler(void)函数，可以在此中断服务函数中处理定时中断事件了，一般是对设定值进行递减计数操作。只要不把它在SysTick控制及状态寄存器SysTick->CTRL中的第0位使能位清除，就永不停息。
SysTick中断优先级问题这里需要强调下。
它属于系统异常，是内核级中断，并且优先级是可以设置的，具体设置也是在 core_cm3.h中
/** *@briefInitializeandstarttheSysTickcounteranditsinterrupt. * *@paramticksnumberofticksbetweentwointerrupts *@return1=failed,0=successful * *Initialisethesystemticktimeranditsinterruptandstartthe *systemticktimer/counterinfreerunningmodetogenerate *periodicalinterrupts. */ static__INLINEuint32_tSysTick_Config(uint32_tticks) { if(ticks>SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)return(1);/*Reloadvalueimpossible*/  SysTick->LOAD=(ticks&SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)-1;/*setreloadregister*/ NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,(1<<__NVIC_PRIO_BITS)-1); SysTick->VAL=0; SysTick->CTRL=SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk| SysTick_CTRL_TICKINT_Msk| SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; return(0);/*Functionsuccessful*/ }

其中如下这句就是设置优先级的函数，此函数对内核中断优先级和外部中断优先级设置通吃，比较强大，但需要手动算出来抢占和从优先级，不太方便，当跳进此函数，我们可以算出Systick默认优先是最低的（效果相当于SCB->SHP[11] = 0xF0;）
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,(1<<__NVIC_PRIO_BITS)-1);
此时若其它外部中断优先级设置比它高时，可以剥夺它进而转向外部中断。
可以做如下实验验证：
先设置一事件中断，把优先级设置高一些，
voidExti_Config(void) { EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure; NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure; EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Event; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }
注：中断分组我在实验中，最初初始化设置为如下：
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
设为第二组。
在
voidSysTick_Handler(void) { EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_SWIER_SWIER1); LED_1=ON; Delay(); }
系统滴答中断里触发外部中断事件，并点亮LED1 。
外部中断处理函数如下
voidEXTI1_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); LED_0=ON; Delay(); } }
此延时函数为阻塞延时如下：
voidDelay(void) { u32i; for(i=0;i<0xFFFFF;i++){} }
加入延时是为了看出来哪个灯先亮。
当外部中断优先级比较高时，它可以抢占Systick中断先执行，以上代码实验结果为，LED0先点亮后，再回到LED1再点亮。
当把外部中断设置为与systick相同的优先级时，则systick优先级就会相对较高，例如把上面的优先级改为
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;
则会LED1先亮，执行完SysTick_Handle函数后才轮到EXTI1_IRQHandler执行。
个人认为，若要实现systick精确延时，最好把systick优先级设置高一些，例如
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0);
即把SCB->SHP[11] = 0x00;则可达到systick优先级高于任合外部中断的效果，此时延时会比较精准。
另外对于SysTick的时钟源的选择，要注意它的时钟源可选择内部时钟（FCLK，CM3上的自由运行时钟，STM32中对应是AHB），或者是外部时钟（ CM3处理器上的STCLK信号，STM32中对应是AHB/8）
可参考如下图
它是在SysTick->CTRL第二位CLKSOURCE时钟源选择中设置。
有关systick延时函数的编写可参考野火《零死角玩转stm32-初级篇》。
至此我们可以简单的实现一流水灯程序
while(1) { LED_0=OFF; LED_1=ON; Delay_ms(500); LED_0=OFF; LED_1=ON; Delay_ms(500); }
然而这样做真的好吗？这里用的是阻塞延时哦，CPU的效率很大一部分就耗在了空转上了，太浪费资源。
假设系统时钟频率为72MHZ或者几十上百MHZ时，当完成一个循环只需要几十或十几纳秒级或者更短，而在这个循环之中阻塞延时个几十至几百毫秒的话，就像是在高速公路上突然横出一条坑坑洼洼的泥泞路，那可想整条路都会因此而慢下来，甚至会出现灾难性的后果，个人认为，一般在系统初始化过程中，各芯片的时序对时间有要求，可以用下阻塞延时，只需要系统启动时运行一下，当系统跑起来之后，最好就别再傻呼呼的这么做了。
这时主要采用的是在定时器里计数，在外部循环中对变量查询，达到某个值时再执行某个动作，达到延时的效果，而在时间未到时，系统还可以不停的跑圈圈，做别的事情去。
gticks在定时中断里每毫秒计数一次
while(1) { if(500==gticks) { LED_0=OFF; LED_1=ON; }  if(1000==gticks) { LED_0=OFF; LED_1=ON; gticks=0 } Do_others(); }
以上需要在事件处理过程中对gticks进行处理，增加了代码的耦合度，更容易出错，如果在一个事件处理中对gticks清除了，而下个事件中又需要查询它，这样就可能导致处理时序的错乱，相互干扰。
能否在事件处理中只提供查询功能，而定时的事情就交给定时自己去做？
下节高手将登场了，为大家介绍个我曾在一项目中学到的，非阻塞延时的精妙设计。