1. 实验目的
编写一个毫秒级的延时函数,控制LED的亮灭。这里的灯是LED1,端口是GPIOF,引脚是PIN10。
2. 实验流程
2.1 准备知识
SysTick:系统定时器,24位,只能递减,存在于内核,嵌套在NVIC中,所有的Cortex-M内核的单片机都具有这个定时器。
2.1.1 SysTick功能框图如下:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/5aedde9ccd7c49808a88d785430433dd.png)
这里的STK_VAL是递减计数器,是24位的,故最大计数时间是2的24次方,STK_LOAD是重装载寄存器,最大也是2的24次方,STK_CLK是时钟,Counter是递减计数器。
上面是野火的时钟,正点原子的时钟发生了变化,如下图(系统时钟的频率是168MHZ)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/47683a7013c74ad6af85b2ed7d65181e.png)
2.1.2 .SysTick定时时间计算
![](https://img-blog.csdnimg.cn/1d25f02a8d68490c96aa50a2c4d5c50b.png)
如上图所示:reload代表重装载值,clk代表系统时钟频率,1/clk代表一个周期时间(就是计算器每递减一次的时间,这里是野火的时钟频率72M,原子的设置成168M即可,如果想要得到1ms,那么这个重装载的值就是设置成168000,这样就是t=168000*(1/168MHZ)=1ms。
2.1.3 .SysTick的寄存器
![](https://img-blog.csdnimg.cn/d089a61e0ddd429fb52bd419faada7d7.png)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/5ed2506edb6943b7b03b45eb7e02c6d6.png)
主要是SysTick->CTRL:系统时钟控制寄存器,SysTick->LOAD:系统时钟重装载寄存器,SysTick->VAL:系统时钟当前值寄存器,SysTick->CALIB:系统时钟校准寄存器(基本不用),后面的函数主要是用到了前两个寄存器。
2.2 编写毫秒级延时函数
2.2.1 系统时钟配置函数
uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks),要传入的参数就是重装载值。如下代码所示:
__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
//判断tick的值是否大于2^24 ,如果大于,则不合规则 SysTick_LOAD_RELOAD_Msk: 0xFFFFFFUL
if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); /* Reload value impossible *
//初始化reload寄存器的值
SysTick->LOAD = ticks - 1; /* set reload register */
//配置中断优先级 这里是1<<__NVIC_PRIO_BITS,__NVIC_PRIO_BITS是4,1左移就是移动2^4,要占一个周期,所有要-1
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* set Priority for Systick Interrupt */
//初始化计数器的值count为0
SysTick->VAL = 0; /* Load the SysTick Counter Value */
//配置systick的时钟为168M
//使能中断
//使能systick
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
return (0); /* Function successful */
}
想要1ms的话,直接传入16800即可。
SysTick_Config(168000); //uint32_t ticks这里是重装载值
2.2.2 判断系统时钟是否到了1ms
这里是判断SysTick->CTRL系统时钟控制寄存器的第16位是否为1,如果为1代表计时达到了1ms。正常情况进来(还没达到1ms),SysTick->CTRL的第16位为0和1按位与,结果是0,取反是1,程序一直等待,直到这个SysTick->CTRL的第16位为1和1按位与,结果是1,取反是0,程序结束。
while(!((SysTick->CTRL) & 1<<16)){}
2.2.3 如何扩展ms
这里的参数ms是最后函数要传入的参数,代表有多少个这样的1ms,通过for循环来控制时间。
for(i = 0;i < ms;i++){
while(!((SysTick->CTRL) & 1<<16)){}
}
2.2.4 关闭系统时钟
这里SysTick->CTRL &=~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;就是SysTick->CTRL &=~ 1<<0;(1UL代表1unsigned long),看上面的SysTick的寄存器图,SysTick->CTRL控制器的使能位的位段是0,说明就是0位,而且复位值是0。1左移0位就是表示第0位是1,其他的位都是0,取反是第0位是0,其他的位都是1,与SysTick->CTRL的第0位进行按位与,不管这一位是0还是1,结果都是0,其他位置没有变化(因为如果其他位置上是1,和1按位与&,结果还是1;如果其他位置上是0,和1按位与&,结果还是0,就是没有变化)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/cfaebb4389da4ef3ad3fdeddcd68e5ae.png)
SysTick->CTRL &=~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
3.代码展示
3.1 sysTick.c文件代码
void sysTick_Delay_ms(uint32_t ms){
uint32_t i; //定义变量i
//1.初始化寄存器
SysTick_Config(168000); //uint32_t ticks:72,这里是重装载值
//判断这个传来的us
for(i = 0;i < ms;i++){ //传入的ms就是这个1ms运行了多少次
//读取控制状态寄存器
while(!((SysTick->CTRL) & 1<<16)){} //按位与如果两个操作数该位上的值均为1,那结果计算的位置上结果就是1,否则结果就是为0
//时间到了,最后到时间了就是!1就是0,就是结束while
}
//关闭这个定时器 :寄存器清零 置位 |= 清0是&= ~
SysTick->CTRL &=~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
3.2 main.c文件代码
int main(void)
{
LED_GPIO_Config(); //初始化LED
while(1){
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10); //置低位,LED灯亮
sysTick_Delay_ms(500);
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);//置高位,LED灯灭
sysTick_Delay_ms(500);
}
}
4.结果展示
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