STM32 SysTick定时器实现非中断延时方法

### 知识点详解 #### 1. SysTick概述 SysTick（System Tick Timer）是ARM Cortex-M内核中的一个系统定时器，其设计目的是为了提供一个简单的周期性中断发生器。在STM32微控制器中，SysTick可以被配置为提供一个可编程的延时函数，而不需要使用外部中断或者占用CPU资源。 #### 2. SysTick的工作模式 SysTick主要包含以下几个寄存器： - **CTRL（控制及状态寄存器）**：用于控制SysTick的行为，如使能/禁用SysTick，设置SysTick的模式（如是否产生中断、是否使用外部时钟源等），以及查看SysTick是否处于活动状态。 - **LOAD（重载寄存器）**：用于设置SysTick计数器的重载值，该值决定了SysTick产生中断的时间间隔。 - **VAL（当前值寄存器）**：表示SysTick计数器当前的值，在SysTick计数时会递减。当该寄存器的值递减到0时，会触发SysTick中断（如果已经使能），然后重新加载LOAD寄存器的值，并继续计数。 - **CALIB（校准寄存器）**：该寄存器是只读的，通常用来获取系统时钟频率信息，尤其是在没有其他时钟源的情况下。 #### 3. SysTick在STM32中的应用 在STM32微控制器中，SysTick的工作时钟默认是系统时钟HCLK的1/8。在该配置中，如果系统时钟是72MHz，那么SysTick的时钟就是9MHz。这样，SysTick定时器的计数频率为9MHz，也就是说每1秒内它会递减9,000,000次。 #### 4. SysTick实现非中断延时 为了使用SysTick实现非中断延时，关键步骤如下： - **禁用SysTick中断**：首先应禁用SysTick的中断功能，这样SysTick计数时就不会产生中断事件，从而不会影响CPU的正常运行。 - **配置SysTick**：将SysTick的LOAD寄存器配置为预期的延时时间。比如，如果要实现1ms的延时，在9MHz的计数频率下，LOAD寄存器应该设置为9000（因为9,000,000 / 9000 = 1000，即1ms）。 - **启动SysTick**：设置SysTick的CTRL寄存器使能SysTick计数器。此时，SysTick开始以LOAD寄存器设定的值为周期递减。 - **等待VAL寄存器为零**：程序需要轮询VAL寄存器，当它递减至0时，表示延时结束。 #### 5. 注意事项 在使用SysTick实现延时时，需要确保以下几点： - **时钟源的准确性**：由于SysTick的计时基于系统时钟，系统时钟必须稳定且准确，才能保证延时的准确性。 - **优先级管理**：在多任务系统中，若SysTick被用作多个任务之间的同步机制，需要确保SysTick的配置不会与其他任务的优先级或调度策略冲突。 - **系统时钟的改变**：如果系统时钟在运行过程中发生变化，需要重新配置SysTick的相关参数，以保持延时的准确性。 #### 6. 实践应用 SysTick是嵌入式系统中常用的延时工具，特别是在以下场景中非常有用： - **简单的延时函数**：在一些不需要使用复杂定时器的应用中，SysTick可以提供一个轻量级的延时解决方案。 - **操作系统的滴答定时器**：对于实时操作系统（RTOS）来说，SysTick通常作为系统滴答定时器（tick timer），用于调度任务以及实现系统节拍。 #### 7. 与STM32不完全手册的关系 标题中提到的“原子的《STM32不完全手册》”可能是指一套关于STM32微控制器开发的教程或者书籍，它可能详细介绍了SysTick的相关知识。本知识点的介绍与该手册可能相辅相成，为STM32开发者提供更全面的SysTick使用指南。 #### 总结 SysTick是非中断延时的实现方式之一，其简单、高效且无需额外的中断服务例程，是嵌入式系统中常用的延时技术。在STM32系列微控制器中，SysTick的使用非常方便，通过简单的寄存器配置和计数即可实现精确的延时，无需依赖外部硬件或占用过多CPU资源。