stm32f407系统滴答定时器代码

<think>好的，用户想在STM32F407上使用SysTick滴答定时器来实现按键长按检测的功能。我需要先回顾一下SysTick的基本原理和配置方法。根据引用中的资料，SysTick是一个24位的系统定时器，常用于生成精确的延时。STM32F407的系统时钟频率通常是168MHz，但SysTick可以选择不同的时钟源，比如外部时钟（HCLK/8）或内核时钟（HCLK）。需要确认用户使用的是哪个时钟源，这会影响到计数值的计算。 接下来，按键检测通常需要消抖处理，而长按检测则需要计时按键按下的持续时间。常见的做法是在SysTick的中断服务函数中定期扫描按键状态。例如，每1ms中断一次，检测按键是否持续按下，并累加计时，当超过设定的阈值（比如1000ms）时判定为长按。 需要参考用户提供的代码示例，比如引用3中的delay_us和delay_ms函数，但用户可能需要的是非阻塞式的检测，所以应该采用中断方式。引用2提到了使用TimingDelay变量在中断中递减的方法，这可能适用于这里的长按计时。 需要注意，STM32F407的SysTick配置与F10x系列可能有所不同，尤其是时钟源的选择和系统频率。用户需要正确初始化SysTick，设置合适的中断优先级，并确保中断服务函数能够正确更新计时变量。 此外，按键的硬件连接和去抖动处理也需要考虑。在代码中，需要读取GPIO的状态，并进行适当的延时消抖，避免误触发。长按检测的逻辑通常是：当检测到按键按下后，启动计时，如果按键在指定时间内一直保持按下状态，则触发长按事件；否则视为短按。 最后，需要编写示例代码，展示如何初始化SysTick，配置按键GPIO，并在主循环或中断中处理按键状态，同时管理长按计时。代码中应包含必要的注释，说明各部分的功能，比如时钟配置、中断处理、状态检测等。</think>在STM32F407上使用SysTick定时器实现按键长按检测，需要结合GPIO状态扫描与定时计数。以下是分步实现方案： ### 一、SysTick配置（168MHz主频） $$ SysTick_{reload} = \frac{系统时钟}{时间基准} - 1 $$ ```c // 系统时钟168MHz，选择HCLK/8=21MHz作为时钟源 void SysTick_Init(void) { SysTick->CTRL = 0; // 先关闭定时器 SysTick->LOAD = 21000 - 1; // 1ms中断周期：21MHz/1000Hz=21000 SysTick->VAL = 0; SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | // 使用外部时钟源 SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | // 使能中断 SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 启动定时器 NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0); // 设置高优先级 } ``` ### 二、按键状态机设计 | 状态 | 持续时间 | 触发条件 | |-------------|-----------|-------------------| | 抖动期 | 0-50ms | 电平不稳定 | | 短按检测期 | 50-1000ms | 持续低电平 | | 长按触发 | >1000ms | 定时器超时 | ### 三、示例代码实现 ```c // 定义按键状态枚举 typedef enum { KEY_RELEASE, KEY_DEBOUNCE, KEY_PRESSED, KEY_LONG_PRESS } KeyState; volatile uint32_t key_timer = 0; // 需在systick中断中操作 KeyState key_state = KEY_RELEASE; void SysTick_Handler(void) { if(key_timer < 0xFFFFFFFF) key_timer++; // 32位无符号自增 } // GPIO初始化（以PE4为例） void KEY_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct); } // 在主循环中调用 void Key_Scan(void) { static uint32_t last_time = 0; switch(key_state){ case KEY_RELEASE: if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_4) == 0) { // 检测按下 key_state = KEY_DEBOUNCE; key_timer = 0; } break; case KEY_DEBOUNCE: if(key_timer >= 50) { // 50ms消抖 if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_4) == 0) { key_state = KEY_PRESSED; last_time = key_timer; } else { key_state = KEY_RELEASE; } } break; case KEY_PRESSED: if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_4) == 1) { // 提前释放 printf("Short Press Detected\r\n"); key_state = KEY_RELEASE; } else if(key_timer - last_time >= 1000) { // 长按判断 printf("Long Press Detected\r\n"); key_state = KEY_LONG_PRESS; } break; case KEY_LONG_PRESS: if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_4) == 1) { key_state = KEY_RELEASE; } break; } } ``` ### 四、关键参数说明 1. **消抖时间**：通过$50ms$的定时判断消除机械抖动[^3] 2. **长按阈值**：$1000ms$可根据需求调整，需满足$t_{long} > 5 \times t_{debounce}$ 3. **中断频率**：$1kHz$采样率满足大多数场景，若需更高精度可提升至$10kHz$（需调整LOAD值）

以下是一个基于STM32的流水灯和滴答定时器的代码，使用了HAL库： ```c #include "main.h" #include "stm32f1xx_hal.h" /* USER CODE BEGIN Includes */ /* USER CODE END Includes */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ TIM_HandleTypeDef htim2; /* USER CODE BEGIN PV */ /* Private variables ---------------------------------------------------------*/ uint8_t led_index = 0; /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_TIM2_Init(void); /* USER CODE BEGIN PFP */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ /* USER CODE END PFP */ /* USER CODE BEGIN 0 */ /* USER CODE END 0 */ /** * @brief The application entry point. * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ /* USER CODE END 1 */ /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_TIM2_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); // 启动滴答定时器 /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */ } /** * @brief System Clock Configuration * @retval None */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } /** * @brief TIM2 Initialization Function * @param None * @retval None */ static void MX_TIM2_Init(void) { /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */ /* USER CODE END TIM2_Init 0 */ TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0}; TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */ /* USER CODE END TIM2_Init 1 */ htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 23999; htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim2.Init.Period = 499; htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */ /* USER CODE END TIM2_Init 2 */ } /** * @brief GPIO Initialization Function * @param None * @retval None */ static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* GPIO Ports Clock Enable */ __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3 |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pins : PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3 |GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct); } /* USER CODE BEGIN 4 */ void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim->Instance == htim2.Instance) // 如果是 TIM2 的中断 { HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, 1 << led_index, GPIO_PIN_SET); // 点亮当前 LED led_index = (led_index + 1) % 8; // 更新 LED 编号 HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, 1 << led_index, GPIO_PIN_RESET); // 关闭下一个 LED } } /* USER CODE END 4 */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ while(1) { } /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN 6 */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/ ``` 这个程序的作用是使得8个LED灯循环点亮，每个LED灯点亮的时间为定时器中断发生的时间间隔。在`HAL_TIM_PeriodElapsedCallback`中断回调函数中，每次点亮当前LED，更新LED编号，然后关闭下一个LED。