Cortex-M0系统滴答定时器Systick详解

上图是LPC1114系统滴答定时器（SysTick）的结构图。系统滴答定时器位于Cortex-M0内核中，也就是说，不论是LPC1114，还是其他的Cortex-M0内核单片机，都有这个系统定时器。其存在的主要目的是为嵌入式操作系统提供100Hz(即10ms)的定时节拍。当然，也可以做为其它的普通定时等其他用途。下面是LPC1114用户手册上列举出的一些用途，你可以了解了解。

可编程设置频率的RTOS 定时器(例如100 Hz)，调用一个SysTick 服务程序。

用于核时钟的高速报警定时器。

简单计数器。软件可使用它测量时间 （如：完成任务所需时间、已使用时间）。

基于丢失 / 命中期限控制的内部时钟源。控制和状态寄存器中的COUNTFLAG 位域，
可用于决定一个动作是否在设定的期限内完成，作为动态时钟管理控制环的一部分。

一、寄存器

系统定时器使用起来非常简单。它一共有4个寄存器：SYST_CSR、SYST_RVR、SYST_CVR、SYST_CALIB。定义如下所示：

4个寄存器中，校准寄存器SYST_CALIB不用我们考虑，出厂前就配置好了。这时，就剩下3个寄存器了。一共需要配置3个寄存器就可以完成工作的模块，你想想会很难使用吗？英文不好的同学，请看下面的寄存器翻译：

SYST_CSR寄存器，就是系统定时器控制和状态寄存器

SYST_RVR寄存器，就是系统定时器重载值寄存器

SYST_CVR寄存器，就是系统定时器当前值寄存器

1.SYST_CSR寄存器

翻译成中文的：

CSR寄存器用到的位有4个，bit0用于是否开启定时器，bit1用于是否产生中断，bit2用于选择定时器的时钟源是等于主时钟还是等于主时钟的一半，bit16是定时器的状态。

2.SYST_RVR寄存器

翻译成中文的：

RVR寄存器用到bit0~23，即24位数，这个值是定时器倒计时的初值，打开定时器以后，值会从此值倒计时到0，因为倒计时到0以后，又会从此值开始倒计时，所以定义里面叫这个寄存器位重载值。

3.SYST_CVR寄存器

翻译成中文：

CVR寄存器用到bit0~23，即24位数，这是一个状态寄存器，当定时器开始运作，这个值在不断地变化，从RVR寄存器获取初值以后，倒计时到0.

二、如何调用Keil自带的系统定时器函数

系统自带的Systick函数，由CMSIS(关于什么是CMSIS，去百度搜吧)提供，位于core_cm0.h文件，你可以在LPC1114工程中，如下地方找到：

双击上图红色框内的文件名称，打开对应文件。在core_cm0.h文件的最底部，有一个函数，如下所示：

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

此函数就是CMSIS提供的系统定时器控制函数SysTick_Config()。在使用的时候，可以直接调用，函数有一个参数ticks。由函数内部的语句
“SysTick->LOAD = ticks – 1;”知道，ticks就是LOAD值，即重载值，表示两次中断的计数。

例如，要产生10ms的中断，可以在程序中如下调用函数：

Systick_Config(SystemCoreClock/100);

函数参数中的SystemCoreClock是当前主频的值，假如现在的主频是50MHz，SystemCoreClock就是50 000 000 ，50 000 000 /100=500 000。我们把参数带进去以后，LOAD=499 999，也就是说，定时器开始运行后，定时器的值会从499 999递减到0，进入中断函数，然后再次从499 999 递减到0，如此循环。

这时候，你心中会有一个大大的问号：“为什么从499 999递减到0就是10ms？”接下来，瑞生给你解答，其实很简单，不信听我说。

定时器运行，要知道“为什么从499 999递减到0就是10ms”，只要知道定时器每递减一个值需要多长时间就可以了。知道每递减一个值需要多长时间，那么递减500 000下，需要多长时间，就知道了。

要知道每递减一个值需要多长时间，就需要知道当前定时器运行的时钟是多少。由寄存器CSR知道，定时器的时钟有两种，一种是等于主频，一种是等于主频的二分之一，由CSR寄存器中的bit2决定。

函数中用到的寄存器名称和我们手册上给出的名称不太一样，但是你要知道，名称就是个代号，实际调用的其实是名称背后的寄存器地址。函数中LOAD就是我们之前说的RSR，VAL就是我们之前说的CVR，CTRL就是我们之前说的CSR。

函数中，对控制寄存器的bit0 bit1 bit2都置1，对照前面的寄存器定义可知，时钟设置为等于主频，打开系统定时器中断，允许定时器运行。

我们知道了时钟，就知道定时器每递减一个值需要的时间了，即：1/SystemCoreClock 秒，换算成毫秒即：(1/SystemCoreClock)*1000=1000/SystemCoreClock毫秒，即每递减一个值，耗时1000/SystemCoreClock毫秒。所以如果要使得10ms定时，即10/(1000/SystemCoreClock)=SystemCoreClock/100，回头看看前面定时10ms的参数，是不是这个值呢。以此类推，需要定时多长时间，你可以自己算一个参数带进去了，需要注意的是，LOAD值是个24位数，带进去的数不要超过24位数的最大值。还有一个需要注意的地方，就是LOAD值最小255，当你给LOAD值带进去小于255值，LOAD会自动变成255。

三、系统定时器中断函数怎么写

系统定时器的中断函数名称如下所示：

voidSysTick_Handler(void){}

有的童鞋会问，函数名称可以自己改吗？答案是不可以改，非要自己改一个，需要一定的步骤。接下来瑞生给你解答。

打开一个工程，双击startup_LPC11xx.h文件打开

在第74行，你可以看到系统定时器中断函数的名称，如下所示：

你不仅可以看到系统定时器中断函数的名称，所有的中断函数的名称，都已经写好了，在用其它模块的中断时，到这个地方找就对了。还有前面那个是否可以自己改的问题，你把这个地方的名称改了，就可以在.c文件中使用你修改后的名称了，不过为了程序的移植性统一性阅读性，瑞生建议大家不要修改。

四、写一个毫秒延时函数delay_ms()

1.自己配置寄存器（假设当前主频为50MHz）

staticvolatileuint32_tTimeTick=0;voidSysTick_Handler(void)//中断函数{TimeTick++;}voiddelay_ms(uint32_tms)//参数最大带入671{SysTick->LOAD=25000*ms-1;SysTick->VAL=0;SysTick->CTRL|=((1<<1)|(1<<0));//开定时器，开中断while(!TimeTick);TimeTick=0;SysTick->CTRL=0;//关定时器}

为什么主频为50MHz时，上面函数中与ms乘的数是25000？我在上面已经讲过了，这里我再讲一次，非常简单哦。CTRL寄存器bit2默认是0，也就是说默认的系统定