前言

1. 博文基於STM32F103ZET6和標準韌體庫V3.5.0在MDK5環境下開發；
2. 本博文討論的是晶片不執行作業系統的情況下完成1s的延時功能;
3. 如有不足之處還請多多指教；

SysTick—系統滴答定時器是什麼？

是一個24位的硬體倒計數定時器；

SysTick的功能是什麼？（分兩種情況）

1. 晶片執行作業系統（UCOS）情況下做：為作業系統（例如UCOS）提供硬體上的定時中斷（滴答中斷），作為整個系統的時基，為多個任務分配不同的時間片，確保不會出現一個任務霸佔系統的情況；或者把每個定時器週期的某個時間範圍賜予特定的任務等；還有作業系統提供的各種定時功能；
2. 不執行作業系統，單純做定時器：提供精準的定時功能；

SysTick的特點

1. 和以往的外設定時器不同，SysTick這個定時器以及相關暫存器在CM3核心裡。《STM32使用手冊》裡對並沒有涉及SysTick的內容，只能去《Cortex-M3權威指南》看（PDF的133頁）；寄存的可定址，且暫存器被定義在程式包中的core_m3.c 中，涉及相關的程式設計時一定要注意；
2. 可以工作在晶片的睡眠狀態下；
3. SysTick被捆綁在NVIC（中斷向量控制器）中，可以產生異常（異常號：15），這是在作業系統下為系統提供時間基準的必要條件；
4. 每個CM3核心都含有一個SysTick，這樣方便程式移植；
5. SysTick時鐘源的選擇可以來自於外部，也可以來自於內部；使用來自外部的時鐘源的時候要根據具體晶片生產廠商的手冊；（本博文采用外部時鐘源）

SysTick的四個相關暫存器（圖片摘取《Cortex-M3權威指南》）

CTRL控制及狀態暫存器

描述中解釋的都很清楚，這裡強調兩個重要的點：

1. 位[16]：只能讀，不能寫，算是一個狀態位；如果計數器達到0，則讀入為1;當讀取或清除當前計數器值時，將自動清除為0；
2. 地址：0xE000E010 ,這是本暫存器地址，一會程式設計的時候要用到；

LOAD重灌載數值暫存器

VAL當前值暫存器

CALIB校準數值暫存器（這個暫存器在本部落格中用不到）

SysTick時鐘源的選擇（兩個）

在紅框處，其實我是有疑問的：紅框處提供的有3個時鐘源HCLK，HCLK/8，FCLK；從名字上來看，FCLK似乎就是上面提到的SysTick的CTRL暫存器中時鐘源可選擇的核心時鐘；但是從標準庫函式提供的函式名上來看，提供核心時鐘的是HCLK時鐘源，提供外部時鐘的是HCLK/8時鐘源；看如下程式碼：

/*此段為我自己寫的，為初始化SysTick*/
void delay_Init(void)
{
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //設定SysTick時鐘源為外部時鐘源--HCLK/8；
	fac_us=SystemCoreClock/8000000;     //系統核心時鐘，即CM3的時鐘；
	fac_ms=(u16)fac_us*1000;					
}

/*此段程式碼為庫檔案 misc.c中關於配置SysTick時鐘源的函式*/
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));
  if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK)
  {
    SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK;   //0x00000004  選擇時鐘源為內部時鐘源
  }
  else
  {
    SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;  //0xFFFFFFFB  選擇時鐘源為外部時鐘源
  }
}

/*此段程式碼是misc.h檔案中的關於時鐘源的選項*/
#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8    ((uint32_t)0xFFFFFFFB)
#define SysTick_CLKSource_HCLK         ((uint32_t)0x00000004)
#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE) (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \
                                       ((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))

從以上三段程式碼來看： SysTick_CLKSource_HCLK_Div8 和 SysTick_CLKSource_HCLK是配置CTRL時鐘源選擇的值，由於這兩個符號裡都包含HCLK，所以我認為，SysTick的時鐘源就來自於上面時鐘框圖中的HCLK和HCLK/8（先這麼理解著，即使理解的不對，並不影響這個程式的進行，因為HCLK和FCLK的時鐘頻率是一樣的，只是名字不同而已）

好了，關係都捋清了，只差程式碼了；

SysTick的配置和1s延時

配置步驟：（這一個函式的執行從頭到尾就是1s）

1. 配置SysTick時鐘源；
2. 獲取SysTick計數器遞減週期（每個週期計數器減一），這個需要計算；
3. 根據上面的遞減週期配置過載暫存器LOAD；
4. 清零當前值暫存器VAL；
5. 使能定時器（使能CTRL暫存器使能位）；
6. 等待VAL遞減到0，從而CTRL暫存器的計數標誌位COUNTFLAG被置1；
7. 延時完成，函式的最後關閉定時器（關閉CTRL暫存器使能位）；
8. 函式結束；

所以綜合敘述一下就是，先配置時鐘源，有了時鐘源就能確定當前值暫存器VAL遞減週期，然後根據遞減週期與1s之間的算數關係配置過載暫存器，然後使能暫存器後只需檢測CTRL暫存器的計數標誌位即可，

1s延時程式碼：

#include <stm32f10x.h>

u32 fac_us;
u32 fac_ms;

void delay_Init(void)
{	/*
	配置時鐘源為外部HCLK/8，經標準庫初始化後的HCLK = 72MHz，
	即SysTick計數器的時鐘源頻率為72MHz/8 = 9MHz，即每9M個方波就是1s（秒基準），
	每9000個脈衝1ms（毫秒基準），每9個秒衝就是1us（微妙基準）；
	所以我們可以認為當前值暫存器VAL的遞減週期就是：每(1/9)us就減1；即每經過1us，經過了9個方波；
	*/
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 
	fac_us=SystemCoreClock/8000000;     //最終fac_us=9；
	fac_ms=fac_us*1000;							//fac_ms = 9000;			
}

void delay_us(u32 nus)  
{																						//注意這裡的SysTick變數是結構體指標變數；
	SysTick->LOAD=nus*fac_us;   									//將要定時的時間（nus*fac_us）裝載過載暫存器；
	SysTick->VAL =0x00;         											//清零當前值暫存器；
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; 	//使能控制暫存器（CTRL），開啟定時器；
	while((SysTick->CTRL) >> 16 != 1);				          //等待被重新轉載後的當前值暫存器遞減到0，從而使得控制暫存器的計數標誌位被置1；

	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Pos;  //關閉計數器（注意運算子是|=，這一點一定要特別注意，因為此處配置的是CTRL暫存器，小心把其他位也給配置了，下面的程式也是一樣）
}

void delay_ms(u32 nms)   //含義和上面一樣；  當nms=1000是即可獲得1s延時；
{		
	SysTick->LOAD=nms*fac_ms;
	SysTick->VAL =0x00;
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;
	while((SysTick->CTRL) >> 16 != 1);

	SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Pos;       	
}