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OS能夠支持多任務(wù)，能夠以周期性地完成上下文的切換，以并行的架構(gòu)處理任務(wù)，單一任務(wù)的崩潰并不會(huì)牽連到整個(gè)系統(tǒng)。上下文周期性切換需要一個(gè)定時(shí)器能夠打斷程序執(zhí)行，SysTick定時(shí)器就可以提供必要的時(shí)鐘節(jié)拍，為OS的任務(wù)調(diào)度提供一個(gè)有節(jié)奏的“心跳”。

SysTick定時(shí)器即系統(tǒng)滴答定時(shí)器，也稱“心跳定時(shí)器”，它是一個(gè)24 位的倒計(jì)數(shù)定時(shí)器，計(jì)到0 時(shí)，將從重裝載寄存器中自動(dòng)重裝載定時(shí)初值。只要不把它在SysTick 控制及狀態(tài)寄存器中的使能位清除，就永不停息，即使在睡眠模式下也能工作。

SysTick定時(shí)器被捆綁在NVIC中，用于產(chǎn)生SysTick異常（異常號(hào)：15），SysTick中斷的優(yōu)先級(jí)也可以設(shè)置。

它會(huì)根據(jù)節(jié)拍來工作，把整個(gè)時(shí)間段分成很多小小的時(shí)間片，而每個(gè)任務(wù)每次只能運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片的時(shí)間長度，超時(shí)就退出給別的任務(wù)運(yùn)行，這樣可以確保任何一個(gè)任務(wù)都不會(huì)霸占操作系統(tǒng)提供的各種定時(shí)功能，都與這個(gè)滴答定時(shí)器有關(guān)。

當(dāng)啟用時(shí)，定時(shí)器從重載值遞減計(jì)數(shù)到零，在下一個(gè)時(shí)鐘周期將重裝載SYST\_RVR 中的值，然后在后續(xù)時(shí)鐘周期遞減。將零值寫入 SYST\_RVR 會(huì)在下一次回調(diào)時(shí)禁用計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器變?yōu)榱銜r(shí)，COUNTFLAG 狀態(tài)位設(shè)置為 1。讀取 SYST\_CSR 將 COUNTFLAG 位清除為 0。寫入 SYST\_CVR 將清除寄存器和 COUNTFLAG 狀態(tài)位為 0，寫入不會(huì)觸發(fā) SysTick 異常邏輯，讀取該寄存器會(huì)在訪問時(shí)返回其值。

1. SysTick寄存器

SysTick定時(shí)器主要由4個(gè)寄存器組成：

在CMSIS中系統(tǒng)控制寄存器結(jié)構(gòu)體：

typedefstruct {__IOuint32_tCTRL;/*!

在Arm官方資料中4個(gè)寄存器的命名分別是SYST\_CSR、SYST\_RVR、SYST\_CVR和SYST\_CALIB，但是在CMSIS中進(jìn)行了簡化命名，更加清晰明了。

1.1 SysTick控制和狀態(tài)寄存器（SYST\_CSR）

CSR寄存器用到的位有4個(gè)，bit0用于是否開啟定時(shí)器，置1表示使能SysTick定時(shí)器；bit1用于控制是否產(chǎn)生中斷，該位置為1為允許產(chǎn)生中斷；bit2用于設(shè)置定時(shí)器的時(shí)鐘源，設(shè)為1，定時(shí)器的時(shí)鐘源為主時(shí)鐘，反之設(shè)為0的話定時(shí)器的時(shí)鐘源為主時(shí)鐘的四分之一。

MM32F0130系列的SysTick的HCLK來源于AHB總線經(jīng)過硬件4分頻，F(xiàn)CLK直接來源于AHB時(shí)鐘總線。

當(dāng) SysTick 定時(shí)器從1計(jì)到0時(shí)，它將把COUNTFLAG位置位；

而下述方法可以清零：

讀取 SysTick 控制及狀態(tài)寄存器（STCSR）
往 SysTick 當(dāng)前值寄存器（STCVR）中寫任何數(shù)據(jù)

1.2 SysTick重裝載寄存器（SYST\_RVR）

?RVR寄存器用到0~23位，這個(gè)值是定時(shí)器倒計(jì)時(shí)的初始值，打開定時(shí)器以后，就會(huì)從這里設(shè)置的值倒計(jì)時(shí)到0，倒計(jì)時(shí)到0以后，又會(huì)從此值開始倒計(jì)時(shí)。

1.3 SysTick當(dāng)前值寄存器（SYST\_CVR）

?CVR寄存器也是用到0~23位，這是一個(gè)狀態(tài)寄存器，當(dāng)定時(shí)器開始運(yùn)作的時(shí)候，這個(gè)值在不斷的變化，從RVR寄存器獲取初值以后，倒計(jì)時(shí)到0。CURRENT：讀此寄存器返回系統(tǒng)定時(shí)器的當(dāng)前值，給這個(gè)寄存器賦值，將使定時(shí)器歸0，且清CTRL中的COUNTFLAG位。

1.4 SysTick當(dāng)前值寄存器（SYST\_CALIB）

?如果不知道校準(zhǔn)信息，則根據(jù)處理器時(shí)鐘或外部時(shí)鐘的頻率計(jì)算所需的校準(zhǔn)值。校準(zhǔn)值寄存器提供了這樣一個(gè)解決方案：它使系統(tǒng)即使在不同的CM0產(chǎn)品上運(yùn)行，也能產(chǎn)生恒定的SysTick中斷頻率。最簡單的作法就是：直接把TENMS的值寫入重裝載寄存器，這樣一來，只要沒突破系統(tǒng)極限，就能做到每10ms來一次 SysTick異常。如果需要其它的SysTick異常周期，則可以根據(jù)TENMS的值加以比例計(jì)算。在系統(tǒng)定時(shí)器的四個(gè)寄存器中，SYST\_CALIB為校準(zhǔn)寄存器，這個(gè)是在出廠之前就已經(jīng)配置好了的，我們不必考慮這個(gè)寄存器。

2. SysTick編程

SysTick配置需要遵循一定的流程：

開始
禁止SysTick
設(shè)置重裝值寄存器
清除當(dāng)前值寄存器
使能SysTick
完成

SysTick操作相關(guān)函數(shù)有：

__STATIC_INLINEuint32_tSysTick_Config(uint32_tticks); voidSysTick_CLKSourceConfig(u32systick_clk_source); voidRCC_SystickDisable(void); voidRCC_SystickEnable(u32sys_tick_period);

下面的代碼演示啟用 SysTick 的基本程序：

;使能SysTick定時(shí)器，并且使能SysTick異常 LDRR0,=0xE000E010;加載STCSR的地址 MOVR1,#0 STRR1,[R0];先停止SysTick，以防意外產(chǎn)生異常請(qǐng)求 LDR R1, =0x3FF ;讓SysTick每1024周期計(jì)完一次。因?yàn)槭菑?023數(shù)到 ;0，總共數(shù)了1024個(gè)周期，所以加載值為0x3FF STRR1,[R0,#4];寫入重裝載的值 STRR1,[R0,#8];往STCVR中寫任意的數(shù)，以確保清除COUNTFLAG標(biāo)志 MOVR1,#0x7;選擇FCLK作為時(shí)鐘源，并使能SysTick及其異常請(qǐng)求 STRR1,[R0];寫入數(shù)值，開啟定時(shí)器

在CMSIS庫中有定義對(duì)應(yīng)的配置函數(shù)：

__STATIC_INLINEuint32_tSysTick_Config(uint32_tticks) { /*Reloadvalueimpossible*/ if((ticks-1UL)>SysTick_LOAD_RELOAD_Msk){ return(1UL); } /*setreloadregister*/ SysTick->LOAD=(uint32_t)(ticks-1UL); /*setPriorityforSystickInterrupt*/ NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,(1UL<VAL=0UL; /*EnableSysTickIRQandSysTickTimer*/ SysTick->CTRL=SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk| SysTick_CTRL_TICKINT_Msk| SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /*Functionsuccessful*/ return(0UL); }

SysTick可以通過輪詢或者中斷方式進(jìn)行操作，使用輪詢的程序可以讀取SysTick控制和狀態(tài)寄存器，檢查COUNTFLAG，如果該位置位，則表明SysTick計(jì)數(shù)已減到0。中斷方式延時(shí)參考程序：

static__IOuint32_tTimingDelay; voidDelay(__IOuint32_tnTime) { TimingDelay=nTime; while(TimingDelay!=0); } voidSysTick_Handler(void) { if(TimingDelay!=0x00) { TimingDelay--; } } intmain(void) { //systick時(shí)鐘為HCLK，中斷時(shí)間間隔1ms if(SysTick_Config(SystemCoreClock/1000)) { while(1); } while(1) { Delay(200);//200ms } }

輪詢方式延時(shí)參考程序：

voiddelay_init() { SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div4);//選擇外部時(shí)鐘HCLK/4 //為系統(tǒng)時(shí)鐘的1/4，實(shí)際上也就是在計(jì)算1usSysTick的VAL減的數(shù)目 fac_us=SystemCoreClock/4000000; //代表每個(gè)ms需要的systick時(shí)鐘數(shù)，即每毫秒SysTick的VAL減的數(shù)目 fac_ms=(u16)fac_us*1000; } voiddelay_ms(u16nms) { u32temp; SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;//時(shí)間加載(SysTick->LOAD為24bit) SysTick->VAL=0x00;//清空計(jì)數(shù)器 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//開始倒數(shù) do { temp=SysTick->CTRL; }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));???//等待時(shí)間到達(dá)，看CTRL的第16位（COUNTFLAG）是否為1，看STRL的第0位（ENABLE）是否為1??? ?????SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//關(guān)閉計(jì)數(shù)器 SysTick->VAL=0X00;//清空計(jì)數(shù)器 } voiddelay_us(u32nus) { u32temp; SysTick->LOAD=nus*fac_us;//時(shí)間加載 SysTick->VAL=0x00;//清空計(jì)數(shù)器 SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//開始倒數(shù) do { temp=SysTick->CTRL; }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));????????//等待時(shí)間到達(dá)??? ????SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//關(guān)閉計(jì)數(shù)器 SysTick->VAL=0X00;//清空計(jì)數(shù)器 }

SysTick定時(shí)器除了能服務(wù)于操作系統(tǒng)之外，還能用于其它目的：如時(shí)間測量、定時(shí)或者鬧鈴等。

原文標(biāo)題：技術(shù)分享 | Cortex-M0中斷控制和系統(tǒng)控制（五）

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審核編輯：湯梓紅

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