1 SysTick定时器简介

什么是SysTick？
SysTick定时器也叫SysTick滴答定时器，它是Cortex-M3内核的一个外设，被嵌入在NVIC 中，用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。SysTick是一个24位的倒计数系统节拍计时器System Tick timer，每计数一次所需时间为1/SYSTICK，SYSTICK是系统定时器时钟，它可以直接取系统时钟，还可以通过系统时钟8分频后获取。当计数到0时，它就会从Load寄存器中自动重装定时初值，重新向下递减计数，如此循环往复。如果开启SysTick中断的话，当定时器计数到0，将产生一个中断信号。因此只要知道计数的次数就可以准确得到它的延时时间。只要不把CTRL寄存器中的ENABLE清0，它就永不停止。

SysTick作用？
在单任务引用程序中，因为其架构就决定了它执行任务的串行性，这就引出一个问题：当某个任务出现问题时，就会牵连到后续的任务，进而导致整个系统崩溃。要解决这个问题，可以使用实时操作系统（RTOS）。因为RTOS以并行的架构处理任务，单一任务的崩溃并不会牵连到整个系统。这样用户出于可靠性的考虑可能就会基于RTOS来设计自己的应用程序。SYSTICK存在的意义就是提供必要的时钟节拍，为RTOS的任务调度提供一个有节奏的“心跳”。微控制器的定时器资源一般比较丰富，比如STM32存在8个定时器，为啥还要再提供一个SYSTICK？原因就是所有基于ARM Cortex_M3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。而使用RTOS的第一项工作往往就是将其移植到开发人员的硬件平台上，由于SYSTICK的存在无疑降低了移植的难度。SysTick定时器除了能服务于操作系统之外，还能用于其它目的：如作为一个闹铃，用于测量时间等。要注意的是，当处理器在调试期间被喊停（halt）时，则SysTick定时器亦将暂停运作。

2 SysTick时钟的选择

SysTick寄存器说明在《Cortex-M3权威指南》（SysTick定时器章节）有说明：

SysTick->CTRL：控制和状态寄存器

SysTick->LOAD：重装载寄存器

SysTick->VAL：当前值寄存器

SysTick->CALIB：校准值寄存器

用户可以在位于Cortex_M3处理器系统控制单元中的系统节拍定时器控制和状态寄存器（SysTick control and status register ,SCSR）选择SysTick 时钟源。如将SCSR中的CLKSOURCE位置位，SysTick会在CPU频率下运行；而将CLKSOUCE位清除则SysTick会以CPU主频的1/8频率运行。
在3.5版本的库函数中与SysTick相关的函数有两个：第一个，SysTick_Config(uint32_t ticks)，在core_cm3.h头文件中进行定义的。第二个，void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，在misc.c文件中定义的。
在core_cm3.h头文件中进行定义的SysTick_Config(uint32_t ticks)函数主要的作用有一下方面：
                1、初始化systick
                2、打开systick
                3、打开systick的中断并设置优先级
                4、返回一个0代表成功或1代表失败
        Uint32_t ticks 即为重装值，这个函数默认使用的时钟源是AHB，即不分频。要想分频，调用void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，但是要注意函数调用的次序，先调用SysTick_Config(uint32_t ticks)，后调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)。
在misc.c头文件中进行定义的void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)函数主要的作用有一下方面：
                1、选择systick的时钟源，AHB时钟或AHB的8分频
                2、库函数中默认使用的是AHB时钟（在SysTick_Config()函数中设置），即72MHz

1）在core_cm3.h头文件中uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)函数说明：

/*** @摘要    初始化并启动SysTick计数器及其中断。** @参数    ticks   两个中断之间的滴答数* @返回值  1 = failed, 0 = successful** 初始化系统滴答计时器及其中断，并在自由运行模式下启动系统滴答计时器/计数器，以产生定时中断。*/
static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{ if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);            /* 不可能的重新加载值，重装载值必须小于0XFF FFFF,因为这是一个24位的递减计数器 */SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* 设置重装载值寄存器，SysTick_LOAD_RELOAD_Msk定义见后面*/NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* 设置Cortex-M3系统中断优先级 */SysTick->VAL   = 0;                                          /* 加载SysTick计数器值 */SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |      //配置CTRL寄存器，选择内核时钟FCLK为时钟源（STM32 的FCLK为72M）SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |      //开启SysTick中断SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;          //SysTick使能      return (0);                                                  /* 初始化成功 */
}

在core_cm3.h头文件SysTick相关的寄存器定义:

typedef struct
{__IO uint32_t CTRL;                         /*  Offset: 0x00  SysTick控制和状态寄存器 */__IO uint32_t LOAD;                         /*  Offset: 0x04  SysTick重新加载值寄存器 */__IO uint32_t VAL;                          /*  Offset: 0x08  SysTick当前值寄存器 */__I  uint32_t CALIB;                        /*  Offset: 0x0C  SysTick校准寄存器 */
} SysTick_Type;

在core_cm3.h头文件SysTick寄存器相关的位的宏定义：

/* SysTick控制/状态寄存器定义 */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos         16                                             /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Position */
#define SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk         (1ul << SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Pos)            /*!< SysTick CTRL: COUNTFLAG Mask */#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos          2                                             /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Position */
#define SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk         (1ul << SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Pos)            /*!< SysTick CTRL: CLKSOURCE Mask */#define SysTick_CTRL_TICKINT_Pos            1                                             /*!< SysTick CTRL: TICKINT Position */
#define SysTick_CTRL_TICKINT_Msk           (1ul << SysTick_CTRL_TICKINT_Pos)              /*!< SysTick CTRL: TICKINT Mask */#define SysTick_CTRL_ENABLE_Pos             0                                             /*!< SysTick CTRL: ENABLE Position */
#define SysTick_CTRL_ENABLE_Msk            (1ul << SysTick_CTRL_ENABLE_Pos)               /*!< SysTick CTRL: ENABLE Mask *//* SysTick重新加载寄存器定义 */
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Pos             0                                             /*!< SysTick LOAD: RELOAD Position */
#define SysTick_LOAD_RELOAD_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_LOAD_RELOAD_Pos)        /*!< SysTick LOAD: RELOAD Mask *//* SysTick当前寄存器定义 */
#define SysTick_VAL_CURRENT_Pos             0                                             /*!< SysTick VAL: CURRENT Position */
#define SysTick_VAL_CURRENT_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos)        /*!< SysTick VAL: CURRENT Mask *//* SysTick校准寄存器定义 */
#define SysTick_CALIB_NOREF_Pos            31                                             /*!< SysTick CALIB: NOREF Position */
#define SysTick_CALIB_NOREF_Msk            (1ul << SysTick_CALIB_NOREF_Pos)               /*!< SysTick CALIB: NOREF Mask */#define SysTick_CALIB_SKEW_Pos             30                                             /*!< SysTick CALIB: SKEW Position */
#define SysTick_CALIB_SKEW_Msk             (1ul << SysTick_CALIB_SKEW_Pos)                /*!< SysTick CALIB: SKEW Mask */#define SysTick_CALIB_TENMS_Pos             0                                             /*!< SysTick CALIB: TENMS Position */
#define SysTick_CALIB_TENMS_Msk            (0xFFFFFFul << SysTick_VAL_CURRENT_Pos)        /*!< SysTick CALIB: TENMS Mask */

2）在core_cm3.h头文件中void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)函数说明：

/*** @摘要   配置SysTick时钟源* @参数   SysTick_CLKSource: SysTick时钟源。* 该参数可以是以下值之一:*     @arg SysTick_CLKSource_HCLK_Div8: SysTick时钟源为AHB时钟除以8。*     @arg SysTick_CLKSource_HCLK: 选择AHB时钟作为SysTick时钟源。* @返回值 无*/
void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)
{/* 检查参数 */assert_param(IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SysTick_CLKSource));if (SysTick_CLKSource == SysTick_CLKSource_HCLK){SysTick->CTRL |= SysTick_CLKSource_HCLK;}else{SysTick->CTRL &= SysTick_CLKSource_HCLK_Div8;}
}

SysTick时钟源的定义：

#define SysTick_CLKSource_HCLK_Div8    ((uint32_t)0xFFFFFFFB)   //将控制状态寄存器的第二位置0，即用外部时钟源
#define SysTick_CLKSource_HCLK         ((uint32_t)0x00000004)   //将控制状态寄存器的第二位置1，即用内核时钟
#define IS_SYSTICK_CLK_SOURCE(SOURCE)  (((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK) || \((SOURCE) == SysTick_CLKSource_HCLK_Div8))

3 Systick使用实践

        Systick定时时间的设定：
                重装载值=systick 时钟频率(Hz) X 想要的定时时间（S）
                如果时钟频率为：AHB的8分频；AHB=72MHz那么systick的时钟频率为72/8MHz=9MHz。若要定时1秒，则重装载值=9000000X1=9000000，调用函数：SysTick_Config(9000000X1)。若要定时1毫秒，重状态值=9000000X0.001=9000，调用函数：SysTick_Config(9000000/1000);

Systick的中断处理函数：
                在startup_stm32f10x_hd.s启动文件中有定义：DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
                根据需要直接编写中断处理函数即可：Void SysTick_Handler (void)
                注意：如果在工程中，加入了stm32f10x_it.c,而又在主函数中编写中断函数，则会报错。因为在stm32f10x_it.c文件中，也有这个中断函数的声明，只是内容是空的。

/*** @摘要   这个函数处理SysTick Handler。* @参数   无* @返回值 无*/
void SysTick_Handler(void)
{
}

中断优先级的修改：
在调用SysTick_Config(uint32_t ticks)之后，调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)。这个函数在core_cm3.h头文件中。具体内容如下：

/**
* @摘要   设置中断的优先级
* @参数   IRQn      用于设置优先级的中断数
* @参数   priority  设定的优先级
*为指定的中断设置优先级。中断号可以是正数来指定外部(设备特定的)中断，也可以是负数来指定内部(核心)中断。
* 注释:   不能为每个核心中断设置优先级。
*/
static __INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
{if(IRQn < 0) {SCB->SHP[((uint32_t)(IRQn) & 0xF)-4] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* 设置Cortex-M3系统中断优先级 */else {NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff);    }        /* 设置Cortex-M3系统中断优先级  */
}

下面以一个实例来说明：利用systick来实现以1秒的时间间隔，闪亮一个LED指示灯，指示灯接在GPIOA.8，低电平点亮。

#include "stm32f10x.h"
//函数声明
void GPIO_Configuration(void);  //设置GPIOA.8端口
u32 t;       //定义一个全局变量
int main(void)
{// SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);SysTick_Config(9000000);SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);GPIO_Configuration();while(1);
}//GPIOA.8设置函数
void GPIO_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;    //定义一个端口初始化结构体RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);    //打开GPIOA口时钟GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;     //设置为推挽输出GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;    //设置输出频率50MGPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;      //指定第8脚GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);     //初始化GPIOA.8      GPIO_SetBits( GPIOA,  GPIO_Pin_8);    //置高GPIOA.8，关闭LED
}
//systick中断函数
void SysTick_Handler(void)
{
t++;if(t>=1){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==1){GPIO_ResetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}      }if(t>=2){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0){GPIO_SetBits( GPIOA, GPIO_Pin_8);}t=0;}
}

以上基本讲完了，下面是我在网上看到的一些其他理解。
基于STM32F10x V3.5.0库如何操作Systick定时器呢？首先：STM32 的内核库已经提供了这个功能。只要配置SysTick_Config()即可实现。看下面的程序段：

/*
* 函数名：SysTick_Init
* 描述         ：启动系统滴答定时器 SysTick
* 输入  : 无
* 输出  ：无
* 调用  : 外部调用
*/
void SysTick_Init(void)
{if(SysTick_Config(SystemCoreClock/1000))         //1ms定时器{while(1);}//SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;            //若无法启动则关闭
}

SysTick_Config()的参数，其实就是一个时钟次数，叫SysTick重装定时器的值。意思就是我要多少个1/fosc 时间后中断一下。
根据学过的物理中的时间与频率的公式：fosc=1/T T=1/fosc ,fosc为系统的频率。如果STM32时钟频率为：72MHz，每次的时间为：T=1/72MHz。1秒钟为：1/（每次的时间)=1/(1/72MHz)=72 000 000次。1MHz是：1000 000。反过来讲。SysTick_Config(72000)代表：72000*（1/72MHz)=1/1000=1（ms)。即定时为1ms。如果需要1S，可以通过设置一个全局变量，然后定初值得为1000，这样，每个systick中断一次，这个全局变量减1，减到0,即systick中断1000次，时间为：1ms*1000=1S。从而实现1S的定时。因为SysTick定时器是：24位的，最大定时时间为：2的24次方*(1/72MHz)的时间，这里系统频率为：72MHz的情况下。

如何使用这个Systick用于程序设计上的延时或是定时作用呢？如下：__IO uint32_t TimingDelay; 定义一个全局变量，注意类型为 volatile的。volatile的作用：作为指令关键字，确保本条指令不会因为编译器的优化而省略，且要求每次直接读值，然后定义一个延时或是定时函数：

/*
* 函数名：Delay_ms
* 描述         ：ms延时程序，1ms为一个单位
* 输入  : - nTime
* 输出  ：无
* 示例  : Delay_ms(1) 实现的延时为：1*ms=1ms
* 调用  ：外部调用
*/
void Delay_ms(uint16_t nTime)
{TimingDelay = nTime;//使能系统滴答定时器while(TimingDelay !=0);
}

还要在系统的中断函数文件：stm32f10x_it.c/h 里面，修改系统自带的 SysTick 函数。这个函数要么没有声明或是为空操作。这里加入定时延时里的处理。即中断后，全局变量做个延时处理即可。在stm32f10x_it.c里修改如下：添加外部的声明：extern __IO uint32_t TimingDelay; 修改这个函数：SysTick_Handler ，这是系统的关于SysTick_Handler的中断服务程序名，在启动文件里如：startup_stm32f10x_hd.s 有它的定义的名字。不要弄错了。否则无法中断处理。

/*** @摘要   这个函数处理SysTick Handler。* @参数   无* @返回值 无*/
void SysTick_Handler(void)
{
if (TimingDelay != 0x00){   TimingDelay--; }
}

以上，即定义配置好了Systick定时器。如何使用呢？很简单。Delay_ms(500); 即为延时500ms。当然，使用前，请先初始化：SysTick_Init()；否则无法使用并影响后续的程序运行，这个很重要，就像打开了串口中断，你不清标志位，也同样在接收字符后，CPU中断在那里，而不能继续执行！。使用外设功能，需要初始化！

4 配置延时函数（systick定时器）

4.1 delay_init函数

该函数初始化了两个重要参数：fac_us和fac_ms，同时将SysTick是时钟源配置为外部时钟，具体代码如下：

//初始化延迟函数
//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟
void delay_init()
{//选择外部时钟  HCLK/8SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);fac_us = SystemCoreClock/8000000;  //为系统时钟的1/8fac_ms = fac_us * 1000;            //1ms = 1us * 1000
}

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 这里把SysTick的时钟配置为外部时钟，要注意的是SysTick 的时钟源自与HCLK的8分频，如果外部晶振为8MHz，然后倍频到72MHz，那么SysTick的时钟就是72/8 = 9MHz，即是SysTick的计数器每减1，时间就过去了1/9us。所以fac_us = SystemCoreClock/8000000; 表示过了1us，可能有部分人对这句话不太理解，下面做个大概解释，上面说到systick为系统时钟的8分频，假设系统时钟倍频到72MHz，8分频即为9MHz，所以每一个systick时钟周期的时间为1/9us，SystemCoreClock/8000000 的意思是算出 1us 需要几个 systick 周期，即72000000/8000000 = 9个systick时钟周期，fac_us = 9 * 1/9us = 1us 没毛病，还没看懂的多看几遍就理解了，接下来的fac_ms = fac_us * 1000，1ms等于1000 us 这个不用怎么解释了。
该注意的是delay_init函数需要在main函数的开头调用作为对systick定时器的配置，fac_us和fac_ms变量需要在定义为全局变量，因为接下来的两个函数还将用到。

static uint8_t   fac_us;   //us延时倍乘数
static uint16_t  fac_ms;   //ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数

4.2 delay_us函数

该函数用来延时指定的us，其参数nus为要延时的毫秒数，代码如下：

//功能:     delay_us
//参数:     nus
void delay_us(uint32_t nus)
{uint32_t temp;SysTick->LOAD = nus * fac_us;               //时间加载    SysTick->VAL  = 0x00;                       //清空计数器SysTick->CTRL|= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //开始倒数  do{temp = SysTick->CTRL;}while(temp&0x01&&! (temp&(1<<16)));         //等待时间到达SysTick->CTRL&= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //关闭计数器SysTick->VAL  = 0x00;                        //清空计数器
}

以上是配置SysTick的寄存器实现的延时，有兴趣的可以参阅core_cm3.h头文件CTRL、LOAD、VAL、CALIB 这4个寄存器。

4.3 delay_ms函数

该函数用来延时指定的ms，其参数nms为要延时的毫秒数，代码如下：

//功能:     delay_ms
//参数:     nms  注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms,对72M条件下,nms<=1864
void delay_ms(uint16_t nms)
{uint32_t temp;SysTick->LOAD = nms * fac_ms;                //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)SysTick->VAL  = 0x00;                        //清空计数器SysTick->CTRL|= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     //开始倒数 do{temp = SysTick->CTRL;} while (temp&0x01&&! (temp&(1<<16)));      //等待时间到达SysTick->CTRL&= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;   //关闭计数器SysTick->VAL = 0x00;                        //清空计数器
}

创建 delay.h 加入上面3个函数的声明，然后在main函数或者其他函数中直接调用 delay_us() 函数和 delay_ms() 函数就可以了。

5 总结

1）要使用systick定时器，只需调用SysTick_Config(uint32_t ticks)函数即可，函数自动完成：重装载值的装载，时钟源选择，计数寄存器复位，中断优先级的设置(最低)，开中断，开始计数的工作。
2）要修改时钟源调用SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource)，也可按照SysTick_Config()中默认设置FCLK不变。
        3）要修改中断优先级调用 void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
        应用说明：
        1）因systick是一个24位的定时器，故重装值最大值为2的24次方=16 777 215，要注意不要超出这个值。
        2）systick是cortex_m3的标配，不是外设。故不需要在RCC寄存器组打开他的时钟。
        3）每次systick溢出后会置位计数标志位和中断标志位，计数标志位在计数器重装载后被清除，而中断标志位也会随着中断服务程序的响应被清除，所以这两个标志位都不需要手动清除。
        4）采用使用库函数的方法，只能采用中断的方法响应定时器计时时间到，如要采用查询的方法，那只能采用设置systick的寄存器的方法，具体操作以后再做分析。

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CSDN博客主页 ID : Eterlove 一笔一画,记录我的学习生活!站在巨人的肩上Standing on Shoulders of Giants! 该文章为原创,转载请注明出处和作者! 前言我 ...
STM32 SysTick 滴答定时器原理及应用
SysTick滴答定时器一.功能 SysTick定时器是一个简单的定时器,CM3\CM4内核芯片都具备此定时器.SysTick定时器常用来做延时,采用实时系统时则用来做系统时钟. 无论用作延时还是用 ...

STM32-SysTick定时器