系统滴答定时器计算方法,在这记录一下,防止时间久了遗忘
下图是:时钟树的一小部分:在STM32F4xx中文参考手册.pdf文档第107页可以找到。
框架图:
控制状态寄存器: SysTick->CTRL
自动重装载寄存器:SysTick->LOAD
当前值寄存器: SysTick->VAL
校准值寄存器: SysTick->CALIB
上面框架图是来自于:Cortex M3权威指南(中文).pdf 文档第282-315页
1、换算与时钟源选择
外部时钟源: HCLK = 168MHz / 8
内核时钟: HCLK = 168MHz
这里选择了 168MHz / 8 = 21MHz
21MHz = 21000KHz = 21000 000Hz
1us = (21 000 000Hz/s) / 1000 000 = 21次
也就是1us它里面的val会减21次,因为在21MHz频率,1us中有21个脉冲波。但减到0时,会产生一个中断事件。
2、系统滴答定时器是什么?
答:系统滴答定时器(Systick)是一个24bit的定时器,因此它一次最多可以计数2的24次方个时钟脉冲。用于系统中的时钟节拍,可以不断地产生1uS的中断。
①:SysTick->VAL(最大值24位)
存放24位:二进制(1111 1111 1111 1111 1111 1111) <=> 16进制 0xFFFFFF
计数最多为:16777215次
16777215 / 168 = 0.099864375s = 99.864375ms 约等于 100ms
16777215 四舍五入 16800000
168MHz = 168000000
16800000/168000000 = 0.1s = 100ms 这个计时太短(过快)无法满足所需
如果是使用了21MHz来计算的话刚好是168的8倍,所以得出计算结果为:800ms
②:800ms计算过程
同样计算公式: oxffffff / 21000
16777215 / 21 = 798.9ms 这个时间基本满足所有计时时间
也就是最多可以记这么多毫秒: oxffffff / 21000 = 798.9ms
3、系统滴答定时器延时1S的原理
思路:利用systick定时器为递减计数器,设定初值并使能它后,它会对每1个系统时钟周期计数器减1,计数到 0时,SysTick计数器自动重装初值并继续计数,同时触发中断。那么每次计数器减到0,时间经过了:系统时钟周期*计数器初值。我们使用168M作为系统时钟,那么每次计数器减1所用的时间是1/168M,计数器的初值如果是168000,那么每次计数器减到0,时间经过(1/168M)*168000=0.001,即1ms。
答:(简单理解:用168M的时钟频率,即1s计数168M=168000000次,那1ms计数168000次,所以计数值为168000,那1us计数168次,所以计数值为168)。
4、配置流程:
①:系统滴答ms级延时设置
选择时钟源、清空当前计数器的值、设置重载值、使能计数器、等待定时时间到、关闭倒数计数器、计数器清零
②:系统滴答us级延时设置
选择时钟源、清空当前计数器的值、设置重载值、使能计数器、等待定时时间到、关闭倒数计数器、计数器清零
systick.h文件
#ifndef __SYSTICK_H__
#define __SYSTICK_H__
#include <stm32f4xx.h>
void systick_delay_us(u32 nus);
void systick_delay_ms(u16 nms);
void systick_delay_xms(u32 xms);
#endif
systick.c文件
#include "sysTick.h"
/*
函数功能:系统滴答微秒延时
函数形参:nus
返回值:无
*/
void systick_delay_us(u32 nus)
{
//21MHz = 21000000Hz/s = 21000Hz/ms = 21us
if(nus>(0xffffff / 21)) //微秒,只要是大于这个值就不允许延时
{
return;
}
SysTick->CTRL &= ~(0x1<<2);//选择21MHz的时钟源
SysTick->VAL = 0x00; //清空当前计数器的值
SysTick->LOAD = nus * 21; //要记的数
SysTick->CTRL |= 1<<0; //使能倒计数寄存器
/** SysTick->CTRL中的Set bit 16 - count flag **/
while(!(SysTick->CTRL & (0x1<<16)))//等待定时时间达到产生(位16)的标志
{
;
}
SysTick->CTRL &= ~(1<<0); //关闭倒数计数器 清零 可以不写
SysTick->VAL &= ~(1<<0); //计数器清零 可以不写,寄存器有自动清零功能
}
/*
函数功能:系统滴答豪秒延时
函数形参:nms
返回值:无
*/
void systick_delay_ms(u16 nms)
{
//21MHz = 21000000Hz/s = 21000Hz/ms
if(nms>(0xffffff / 21000)) //毫秒,只要是大于这个值就不允许延时
{
return;
}
SysTick->CTRL &= ~(0x1<<2); //选择21MHz的时钟源
SysTick->VAL = 0x00; //清空当前计数器的值
SysTick->LOAD = nms * 21000; //要记的数
SysTick->CTRL |= 1<<0; //使能倒计数寄存器
/** SysTick->CTRL中的Set bit 16 - count flag **/
while(!(SysTick->CTRL & (0x1<<16)))//等待定时时间达到产生(位16)的标志
{
;
}
SysTick->CTRL &= ~(1<<0); //关闭倒数计数器 清零 可以不写
SysTick->VAL &= ~(1<<0); //计数器清零 可以不写,寄存器有自动清零功能
}
/*
函数功能:系统滴答 实现任意ms级别的延时
函数形参:nms
返回值: 无
备注: 以500ms的延时为基准延时
*/
void systick_delay_xms(u32 xms)
{
u16 i =0;//延时的倍数循环变量
//计算整数个基准延时
for(i=0; i<xms/500; i++)
{
delay_ms(500);
}
//如果不是整数倍 有剩余的延时
if(xms%500!=0) //有余数
{
delay_ms(xms%500);
}
}
main.c
#include "led.c"
#include "systick.h"
int main(void)
{
led_init();
while(1)
{
LED1_ON;
systick_delay_ms(500); //延时0.5s
LED1_OFF;
systick_delay_ms(500); //延时0.5s
}
}