因为项目需要，最近重新拾起来STM32，正好趁着这个机会好好的梳理下遇到的知识细节。
参考链接【 https://www.cnblogs.com/pheye/p/5630938.html 】
由于STM32系列的主频非常高，而且有指令流水线和代码缓存，如果要高精度定时，一般使用硬件定时任务来处理，这里简单笔记下如何使用cortexM内核自带的SysTick定时器来进行高精度延迟。
CONTENTS
SysTick定时器简单笔记
Cortex‐Mx处理器内部包含的定时器。SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。该定时器的时钟源可以是内部时钟（FCLK，CMx上的自由运行时钟），或者是外部时钟（ CMx处理器上的STCLK信号）。
有4个寄存器控制SysTick定时器，如下图：
简单总结来看：
1.SysTick定时器是一个cortexMx内部自带的定时器，时钟来源为FCLK或者STCLK 。
2.SysTick定时器以递减方式来对当前数值(0xE000_E018)处理，当倒数为0时，会产生SYSTICK异常，同时当前数值会重置为默认值(0xE000_E014)。
STM32如何提供SysTick时钟
打开STM32时钟树，可以看到：
SYSCLK经过AHB预分配器降频后：
1路给到了HCLK
1路在经过可选8分频后给到了 Cortex系统定时器
1路给到了FCLK Cortex自由运行时钟
在STM32CubeMX中，我们可以看到如下配置：
1 HCLK作为AHB总线频率，就是cortexMx的主频。
2 FCLK = HCLK，所谓”自由运行时钟(free running clock)”。“自由”表现在它不来自系统时钟HCLK，因此在系统时钟停止时FCLK也继续运行。FCLK和HCLK相等。
3 Cortex系统定时器 即为STCLK，由于STCLK在内部是通过FCLK来采样的，因此在STCLK有效使用的情况下，周期必须至少是 FCLK 的两倍。一般情况下，我们都不是用STCLK，因此该值一般都没有配置。
SysTick如何配置和us延迟实现
FreeRTOS版本
在使用FreeRTOS时，FreeRTOS使用SysTick作为时基，使用SysTick异常来启动线程切换，默认情况下，SysTick超时时间设置为1ms。代码入口如下：
//在启动Schedule时，调用了如下函数：
__attribute__(( weak )) void vPortSetupTimerInterrupt( void )
{
。。。。
。。。。
/* Stop and clear the SysTick. */
/*
#define portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e010 ) )
#define portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e014 ) )
#define portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e018 ) )
*/
portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = 0UL;
portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0UL;
/* Configure SysTick to interrupt at the requested rate. */
/*
configTICK_RATE_HZ = 1000，表示1秒钟内触发中断1000次
configSYSTICK_CLOCK_HZ为CPU主频
*/
portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ ) - 1UL;
/*
portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT = 1<<2 表示使用FCLK
portNVIC_SYSTICK_INT_BIT = 1<<1 表示使用倒数到0时，产生异常
portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT = 1<<0 表示使能SysTick定时器
*/
portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT );
}
STM32CubeMX生成代码默认都实现cmsis标准，cmsis版本的us延迟可以如下实现：
#define MY_MS_TO_TICKS(ms) ((ms) * osKernelGetTickFreq() / 1000)
#define my_delay_ms(delay_ms) osDelay(MY_MS_TO_TICKS((delay_ms)))
void my_delay_us(uint32_t delay_us)
{
/*
* tick_irq_freq:sys_tick 中断超时频率
* sys_tick_freq:sys_tick 嘀嗒频率
* portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT ...) 说明systick的来源为FCLK
* FCLK = HCLK = SYS_CLK
*/
uint32_t tick_irq_freq = osKernelGetTickFreq();
uint32_t sys_tick_freq = osKernelGetSysTimerFreq();
if(delay_us >= tick_irq_freq)
{
my_delay_ms(delay_us / tick_irq_freq);
delay_us = delay_us - delay_us / tick_irq_freq * tick_irq_freq;
}
#define portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e018 ) )
#define portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e014 ) )
uint32_t tick_reload_val = portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG;
uint32_t delay_tick = sys_tick_freq / 1000000 * delay_us;
//可选关闭外部中断
//__disable_irq();
uint32_t old_tick = portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG;
uint32_t curr_tick = 0;
while(1)
{
curr_tick = portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG;
if ( ( curr_tick < old_tick ? (old_tick - curr_tick) : (tick_reload_val - curr_tick + old_tick) ) >= delay_tick )
{
break;
}
}
//可选打开外部中断
//__enable_irq();
}
无系统版本
STM32CubeMX在不选用操作系统时，STM32CubeMX默认使用SysTick作为时基，使用SysTick异常来进行HAL层ticks维护，默认情况下，SysTick超时时间设置为1ms。代码入口如下：
//在RCC设置完成之后，会调用如下函数：
__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
/* Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
/*
SystemCoreClock为CPU主频
HAL层默认为SYSTICK超时为1ms
*/
if (HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock / (1000U / uwTickFreq)) > 0U)
{
return HAL_ERROR;
}
/* Configure the SysTick IRQ priority */
if (TickPriority < (1UL << __NVIC_PRIO_BITS))
{
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority, 0U);
uwTickPrio = TickPriority;
}
else
{
return HAL_ERROR;
}
/* Return function status */
return HAL_OK;
}
。。。。。。
。。。。。。
__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
if ((ticks - 1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)
{
return (1UL); /* Reload value impossible */
}
SysTick->LOAD = (uint32_t)(ticks - 1UL); /* set reload register */
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL); /* set Priority for Systick Interrupt */
SysTick->VAL = 0UL; /* Load the SysTick Counter Value */
/*
表示使用FCLK, 使用倒数到0时，产生异常, 使能SysTick定时器
*/
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
return (0UL); /* Function successful */
}
STM32CubeMX在不选用操作系统时,不支持cmsis标准，
void hal_delay_us(uint32_t delay_us)
{
/*
* tick_irq_freq:sys_tick 中断超时频率
* sys_tick_freq:sys_tick 嘀嗒频率
* 根据 SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | ... 说明systick的来源为FCLK
* FCLK = HCLK = SYS_CLK
*/
uint32_t tick_irq_freq = 1000;
uint32_t sys_tick_freq = HAL_RCC_GetHCLKFreq();
if(delay_us >= tick_irq_freq)
{
HAL_Delay(delay_us / tick_irq_freq);
delay_us = delay_us - delay_us/tick_irq_freq*tick_irq_freq;
}
#define SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e018 ) ) // 也可以使用寄存器定义：SysTick->VAL
#define SYSTICK_LOAD_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e014 ) ) // 也可以使用寄存器定义：SysTick->LOAD
uint32_t tick_reload_val = SYSTICK_LOAD_REG;
uint32_t delay_tick = delay_us * sys_tick_freq / 1000000;
uint32_t old_tick = SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG;
uint32_t curr_tick = 0;
while(1)
{
curr_tick = SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG;
if ( ( curr_tick < old_tick ? (old_tick - curr_tick) : (tick_reload_val - curr_tick + old_tick) ) >= delay_tick )
{
break;
}
}
}
us延迟可以如下实现：
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