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一、SysTick简介
SysTick——系统定时器是属于CM3内核中的一个外设，内嵌在NVIC中。系统定时器是一个24bits的向下递减的计数器。计数器每计数一次的时间为1/SYSTICK，一般我们设置系统时钟SYSTICK等于72M。当重装载数值寄存器的值递减到0的时候，系统定时器就产生一次中断，以此循环往复。
因为SysTick是属于CM3内核的外设，所以所有基于CM3内核的单片机都具有这个系统定时器，使得软件在CM3单片机中可以很容易的移植。系统定时器一般用于操作系统，用于产生时基，维持操作系统的心跳。
二、SysTick寄存器介绍
SysTick——系统定时器有4个寄存器，简要介绍如下。在使用SysTick产生定时的时候，只需要配置前三个寄存器，最后一个校准寄存器不需要使用。
| 寄存器名称 | 寄存器描述 |
| CTRL | SysTick控制及状态寄存器 |
| LOAD | SysTick重装载数值寄存器 |
| VAL | SysTick当前数值寄存器 |
| CARLB | SysTick校准数值寄存器 |
三、SysTick定时实验
利用产生1S的时基，LED以1S的频率闪烁。
编程要点
- 设置重装载寄存器的值
- 清除当前数值寄存器的值
- 配置控制与状态寄存器
代码分析
SysTick属于内核的外设，有关寄存器的配置和定义以及库函数都在内核相关的库文件core_cm3.h中。
SysTick配置函数
__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
//不可能的重装值，超出范围
if((ticks -1UL)>SysTick_LOAD_RELOAD_Msk){
return(1UL);
}
//设置重装载寄存器
SysTick->LOAD = (uint32_t)(ticks-1UL);
//设置中断优先级
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,(1UL<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1UL)
//设置当前数值寄存器
SysTick->VAL = 0UL;
//设置系统定时器的时钟源为AHBCLK=72M
//使能系统定时器中断
//使能定时器
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Mak |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
return (0UL);
}用固件库编程的时候我们只需要调用库函数SysTick_Config()即可，形参ticks用来设置重装载寄存器的值，最大不能超过重装载寄存器的值2^24，当重装载寄存器的值递减到0的时候产生中断，然后重装载寄存器的值又重新装在往下递减计数，以此循环往复。紧随其后设置后中断优先级，最后配置好系统定时器的时钟等于AHBCLK=72M，使能定时器和定时器中断，这样系统定时器就配置好了，一个库函数就搞定。
SysTick_Config()库函数主要配置了SysTick中的三个寄存器：LOAD、VAL和CTRL，有关具体的部分看代码注释即可。
配置SysTick中断优先级
在SysTick_Config()库函数还调用了固件库函数NVIC_SetPriority()来配置系统定时器的中断优先级，该库函数也在core_m3.h中定义，原型如下：
__STATIC_INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn,uint32_t priority)
{
if((int32_t) IRQn < 0 )
{
SCB->SHP[(((uint32_t)(int32_t)IRQn) & 0xFUL)-4UL] = (uint8_t)((priority << (8 -
__NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL);
}
else
{
NVIC->IP[((uint32_t)(int32_t)IRQn)] = (uint8_t)((priority << (8 -
__NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL);
}
}函数首先先判断形参IRQn的大小，如果是小于0，则表示这个系统是异常的，系统异常的优先级由内核外设SCB的寄存器SHPRx控制，如果大于0则是外部中断，外部中断的优先级由内核外设NVIC中的IPx寄存器控制。
因为SysTick属于内核外设，跟普通的外设的中断优先级有些区别，并没有抢占优先级和子优先级的说法。在STM32F103中，内核外设的中断优先级由内核SCB这个外设的寄存器：SHPRx(x=1,2,3)来配置。有关SHPRx寄存器的详细描述可以参考《Coretex-M3内核编程手册》。
下面简单介绍下这个寄存器。
SPRH1-SPRH3是一个32位的寄存器，但是只能通过字节访问，每8个字段控制着一个内核外设的中断优先级的配置。在STM32F103中，只有位7:4这高4位有效，低四位没有用到，所以内核外设的中断优先级可编程为0-15，只有16个可编程的优先级，数值越小，优先级越高。如果软件优先级配置相同，那就根据它们所在的中断向量表的位置编号来决定优先级大小，编号越小，优先级越高。
系统异常优先级字段
| 异常 | 字段 | 寄存器描述 |
| Memory management fault | PRI_4 | SHPR1 |
| Bus fault | PRI_5 | |
| Usage fault | PRI_6 | |
| SVCall | PRI_11 | SHPR2 |
| PendSV | PRI_14 | SHPR3 |
| Systick | PRI15 |
如果要修改内核外设的优先级，只需要修改下面三个寄存器对应的某个字段即可。
SysTick初始化函数
/**
* @brief 启动系统滴答定时器 SysTick
* @param 无
* @retval 无
*/
void SysTick_Init(void)
{
/* SystemFrequency / 1000 1ms 中断一次
* SystemFrequency / 100000 10us 中断一次
* SystemFrequency / 1000000 1us 中断一次
*/
if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100000))
{
/* Capture error */
while (1);
}
}SysTick初始化函数由用户编写，里面调用了SysTick_Config()函数，通过设置该固件库函数的形参，就决定了系统定时器经过多少时间就产生一次中断。
SysTick中断时间的计算
SysTick 定时器的计数器是向下递减计数的，计数一次的时间 T DEC =1/CLK AHB ，当重装载寄存器 中的值 VALUE LOAD 减到 0 的时候，产生中断，可知中断一次的时间 T INT =VALUE LOAD * T DEC = VALUELOAD /CLK AHB ，其中 CLK AHB =72MHZ 。如果设置 VALUE LOAD 为 72 ，那中断一次的时间 TINT =72/72M=1us 。不过 1us 的中断没啥意义，整个程序的重心都花在进出中断上了，根本没有 时间处理其他的任务。
SysTick_Config(SystemCoreClock / 100000)
SysTick_Confifig （）的形我们配置为 SystemCoreClock / 100000=72M/100000=720 ，从刚刚分析我们 知道这个形参的值最终是写到重装载寄存器 LOAD 中的，从而可知我们现在把 SysTick 定时器中断一次的时间 T INT =720/72M=10us 。
SysTick定时时间的计算
SysTick定时函数
现在我们定义一个微秒级别的延时函数，形参为 nTime ，当用这个形参乘以中断时间 T INT 就得出我们需要的延时时间，其中 T INT 我们已经设置好为 10us 。关于这个函数的具体调用看注释即可。
/**
* @brief us 延时程序,10us 为一个单位
* @param
* @arg nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 10us = 10us
* @retval 无
*/
void Delay_us(__IO u32 nTime)
{
TimingDelay = nTime;
while (TimingDelay != 0);
}函数 Delay_us() 中我们等待 TimingDelay 为 0 ，当 TimingDelay 为 0 的时候表示延时时间到。变量 TimingDelay 在中断函数中递减，即 SysTick 每进一次中断即 10us 的时间 TimingDelay 递减一次。
SysTick 中断服务函数
void SysTick_Handler(void) {
TimingDelay_Decrement();
}/**
* @brief 获取节拍程序
* @param 无
* @retval 无
* @attention 在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler() 调用
*/
void TimingDelay_Decrement(void)
{
if (TimingDelay != 0x00)
{
TimingDelay--;
}
}TimingDelay 的值等于延时函数中传进去的 nTime 的值，比如 nTime=100000 ，则延时的时间等于
100000*10us=1s 。
主函数代码：
int main(void)
{
/* LED 端口初始化 */
LED_GPIO_Config();
/* 配置 SysTick 为 10us 中断一次, 时间到后触发定时中断，
* 进入 stm32fxx_it.c 文件的 SysTick_Handler 处理，通过数中断次数计时
*/
SysTick_Init();
while (1)
{
LED_ON;
Delay_us(100000); // 10000 * 10us = 1000ms
LED2_ON;
Delay_us(100000); // 10000 * 10us = 1000ms
LED3_ON;
Delay_us(100000); // 10000 * 10us = 1000ms
}
}主函数中初始化了 LED 和 SysTick ，然后在一个 while 循环中以 1s 的频率让 LED 闪烁。
另外一种更简洁的定时编程 上面的实验，我们是使用了中断，而且经过多个函数的调用，还使用了全局变量，理解起来挺费 劲的，其实还有另外一种更简洁的写法。我们知道，systick 的 counter 从 reload 值往下递减到 0 的 时候，CTRL 寄存器的位 16:countflflag 会置 1 ，且读取该位的值可清 0 ，所有我们可以使用软件查 询的方法来实现延时。
void SysTick_Delay_Us( __IO uint32_t us)
{
uint32_t i;
SysTick_Config(SystemCoreClock/1000000);
for (i=0; i<us; i++)
{
// 当计数器的值减小到 0 的时候，CRTL 寄存器的位 16 会置 1
while ( !((SysTick->CTRL)& (1<<16)) );
}
// 关闭 SysTick 定时器
SysTick->CTRL &=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}在这里我们是调用了SysTick_Config这个固件库函数，有关这个函数的说明见下面的代码。其中SystemCoreClock是一个宏，大小为72000000，如果你不想用这个宏，也可以直接用数字。
// 这个 固件库函数 在 core_cm3.h 中
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
// reload 寄存器为 24bit，最大值为 2^24
if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1);
// 配置 reload 寄存器的初始值
SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1; 9
// 配置中断优先级为 1<<4 -1 = 15，优先级为最低
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);
// 配置 counter 计数器的值
SysTick->VAL = 0;
// 配置 systick 的时钟为 72M
// 使能中断
// 使能 systick
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |
SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
return (0);
}
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