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外观

八、滴答定时器 ​

1. 滴答定时器介绍 ​

SysTick定时器可用作标准的下行计数器，是一个24位向下计数器，有自动重新装载能力，可屏蔽系统中断发生器。Cortex-M0+处理器内部包含了一个简单的定时器，所有基于M0+内核的控制器都带有SysTick定时器,这样就方便了程序在不同的器件之间的移植。SysTick定时器可用于操作系统，提供系统必要的时钟节拍，为操作系统的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。

SysTick定时器设定初值并使能之后，每经过1个系统时钟周期，计数值就减1，减到0时，SysTick计数器自动重新装载初值并继续计数，同时内部的COUNTFLAG标志位被置位，触发中断（前提开启中断）。

2. 滴答定时器寄存器 ​

在core_cm0plus.h中可查看相关寄存器其定义，

3. 滴答定时器函数 ​

SysTick定时器的使用主要有：InitTick()函数

函数说明

  • __WEAK关键字表明这是一个弱定义函数，意味着如果在其他地方有同名的强定义函数，那么会优先使用强定义版本。这通常用于提供默认的实现，允许用户在需要时替换或扩展功能。
  • 参数HclkFreq是系统时钟频率，单位是Hz（赫兹），用于计算SysTick的重载值。
  • SysTick_Config函数配置SysTick定时器，使其在每个uwTickFreq Hz频率下产生中断。uwTickFreq是你希望的SysTick中断频率，单位是Hz。
  • HclkFreq / (1000U / uwTickFreq)计算每次中断间隔对应的SysTick重载值。HclkFreq是64MHz，且希望每毫秒产生一次中断（即uwTickFreq=1000Hz），则计算结果为64。
  • 如果SysTick_Config返回值大于0，表示配置失败（例如，因为请求的中断频率超过SysTick的最大支持频率），则函数直接返回，不继续执行后续配置。
  • 这部分代码尝试设置SysTick中断（SysTick_IRQn）的优先级为TICK_INT_PRIORITY。__NVIC_PRIO_BITS定义了可以设置的优先级位数，如果TICK_INT_PRIORITY的值有效（即小于最大优先级数），则使用NVIC_SetPriority函数设置优先级。
  • 如果TICK_INT_PRIORITY超出允许范围，则函数同样提前返回，不更改中断优先级。

InitTick函数主要作用是初始化SysTick定时器，确保它能够在指定的频率（通过uwTickFreq定义）产生中断，并配置中断的优先级。

4. 滴答定时器配置 ​

在board.c中找到board_init()这个函数中有滴答定时器的配置

说明

这个函数是为大家配置好的，直接用寄存器配置的。

C
SysTick->LOAD  = (uint32_t)((64000000 / (1000U / uwTickFreq)) - 1UL); // 计算重载值
  • 64000000 是假设的系统时钟频率（HCLK），即64MHz。
  • uwTickFreq 是期望的SysTick中断频率，单位是Hz。
  • (1000U / uwTickFreq) 计算每个tick频率对应的毫秒数。uwTickFreq为1000Hz（即每秒1000次中断），则此表达式结果为1，意在得到每1ms中断一次的配置。
  • 整个表达式计算的是，为了在每uwTickFreq个周期产生一次中断，SysTick重载寄存器应设置的值。由于SysTick计数器在递减到0时产生中断并重载，所以实际设置的值需要比计算出的周期数少1。
C
SysTick->VAL   = 0UL; // 清零计数器
  • 这行代码将SysTick计数器的当前值（VAL）清零，确保计数器从0开始计数。
C
SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
                 SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;        // 配置控制寄存器
  • SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk 位被设置，意味着SysTick定时器使用系统时钟作为时钟源。这是SysTick工作的一个基本选项，大多数情况下都是如此配置。
  • SysTick_CTRL_ENABLE_Msk 位被设置，这一步使能了SysTick定时器，使其开始计数。

本段代码没有直接开启SysTick的中断功能（即没有设置SysTick_CTRL_TICKINT_Msk），这意味着SysTick定时器虽然会正常计数并重载，但不会产生中断。如果需要在每个tick时执行特定操作，还需要设置此位并提供相应的中断服务例程（ISR）。

5. 滴答定时器使用 ​

我们写好了延时ms的函数，在board.c文件中，void delay_ms(uint32_t ms)，有一个参数_ms，这个就是我们要延时的时间的ms数，延时1ms就是delay_ms(1),延时1s就是delay_ms(1000)。还有延时us的函数void delay_us(uint32_t us)，也是一样的用法。

需要注意的是这个延时是阻塞延时，在延时的时间里一直在等待，比较浪费系统资源，慎用。

6. LED灯闪烁实验 ​

前面我们学习了如何去使用滴答定时器，下面我们就用滴答定时器的延时去实现LED闪烁1s间隔。其实很简单就是先让LED引脚输出高电平，然后调用delay_ms(500),再让LED引脚输出低电平，再调用delay_ms(500)，最后在while(1)函数里调用即可。

关于LED灯闪烁实验代码，在立创·地文星CW32F030C8T6开发板资料/第03章软件资料/代码例程/003滴答定时器灯闪烁。

烧写我们的代码之后，可以看到开发板LED将会0.5s亮0.5s灭。