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V1.0 2020-07-04 gingko 初次建立

实验五:SYSTICK定时器实验——点亮LED

一、 实验目的与意义

  1. 了解STM32 GPIO结构。
  2. 了解STM32 GPIO 特征。
  3. 掌握SYSTICK的使用方法。
  4. 掌握STM32 HAL库中SYSTICK属性的配置方法。
  5. 掌握KEIL MDK 集成开发环境使用方法。

二、 实验设备及平台

  1. iCore4 双核心板点击购买
  2. JLINK(或相同功能)仿真器点击购买
  3. Micro USB线缆。
  4. Keil MDK 开发平台。
  5. STM32CubeMX开发平台。
  6. 装有WIN XP(及更高版本)系统的计算机。

三、 实验原理

1、时钟系统简介

2、SYSTICK简介

3、SYSTICK寄存器介绍

寄存器名称 寄存器描述
CTRL SysTick控制及状态寄存器
LOAD SysTick重装载值寄存器
VAL SysTick当前数值寄存器
CALIB SysTick校准数值寄存器

(1)CTRL控制及状态寄存器

位段 名称 类型 复位值 描述
16 COUNTFLAG R/W 0 如果计时器从上次读取后计数到0,则该位返回1
2 CLKSOURCE R/W 0 时钟源选择位:
0 = AHB/8
1 = 处理器时钟AHB
1TICKINTR/W 0 启用SysTick异常请求:
0 = 计时器数到0时没有异常请求。
1 = 计时器数到0时产生SysTick异常请求
通过读取COUNTFLAG位可以确定计数器是否递减到0
0ENABLER/W0 SysTick定时器的使能位

(2)LOAD重装载值寄存器

位段 名称 类型 复位值 描述
23:0 RELOAD R/W 0 当倒数计数至零时,将被重装载的值

(3)VAL当前数值寄存器

位段 名称 类型 复位值 描述
23:0 CURRENT R/W 0 读取返回SysTick计数器的当前值。向寄存器写入任何值时都会将该字段清除为0,并将控制及状态寄存器中的COUNTFLAG位清除为0。

(4)CALIB校准数值寄存器

位段 名称 类型 复位值 描述
31 NOREF R 0 指示是否有参考时钟提供给处理器
0:提供参考时钟
1:不提供参考时钟
如果器件不提供参考时钟,SYST_CSR.CLKSOURCE标志位为1,不可改写。
30 SKEW R 1 S指示TENMS的值是否精确
0:TENMS是精确值
1:TENMS不是精确值或者不提供
不精确的TENMS值可以影响作为软件实时时钟节拍器的适用性。
23:0 TENMS R 0 重新加载 10ms (100Hz) 计时的值, 受系统时钟偏差的错误。如果值读取为零, 校准值未知。

四、 实验程序

1、主函数

int main(void)
{
    static int led_work_status;
  /* MCU 配置*/
  /* 重置所有外围设备,初始化Flash接口和Systick */
  HAL_Init();
  /* 配置系统时钟 */
  SystemClock_Config();
  /* 初始化所有已配置的外围设备 */
  MX_GPIO_Init();
  /* 无限循环 */
  while (1)
  {
        if(systick.second_flag == 1){
            systick.second_flag = 0;
            led_work_status += 1;
            if(led_work_status > 2)led_work_status = 0;
            switch (led_work_status){
                case 0 :
                    LED_RED_ON;
                    LED_GREEN_OFF;
                    LED_BLUE_OFF;
                    break;
                case 1 :
                    LED_RED_OFF;
                    LED_GREEN_ON;
                    LED_BLUE_OFF;
                    break;
                case 2:
                    LED_RED_OFF;
                    LED_GREEN_OFF;
                    LED_BLUE_ON;
                    break;
                default:
                    break;  
            }       
        }
    }
}
 

2、系统时钟初始化

void SystemClock_Config(void)  
{  
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; //外部晶振初始化结构体
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;  
//CPU,AHB,APB等总线时钟初始化结构体
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();  
//AHB时钟使能
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); 
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; 
//选择时钟源为HSE
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; //开启HSE
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; //开启PLL
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; //PLL时钟来源为HSE
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 24;  //分频系数M
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 432; //分频系数N
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;  分频系数P
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;  //分频系数Q
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)  
  {  
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }  
  if (HAL_PWREx_EnableOverDrive() != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }
//初始化CPU,AHB和APB总线时钟
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK  
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;  
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; 
   //时钟源选择PLLCLK
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; //分频系数AHBPRESC=1 
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;  //分频系数APB1PRESC=4
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;  //分频系数APB2PRESC=2
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_7) != HAL_OK)
  {  
     _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }  
/**配置Systick中断时间 */
  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
    /**配置Systick */
 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
  /* SysTick_IRQn中断配置*/
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}

3、SysTick配置函数

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)
  {
    return (1UL);               /* 不可能的重装载值 */
  }
  SysTick->LOAD  = (uint32_t)(ticks - 1UL);    /* 设置重装载寄存器 */
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL);
 /* 设置中断优先级 */
  SysTick->VAL   = 0UL;    /* 加载SysTick计数器值 */
  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |
                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;  
/* 启用SysTick IRQ和SysTick计时器 */
  return (0UL);                 /* 操作成功 */
} 

4、中断回调函数

void HAL_SYSTICK_Callback(void)  
{  
    // 中断时间1ms,每1ms进入中断一次
    static int counter = 0;  
 
    if((counter ++ % 1000) == 0){  
        systick.second_flag = 1;      
    }  
}

五、 实验步骤

  1. 把仿真器与iCore4的SWD调试口相连(直接相连或者通过转接器相连);
  2. 把iCore4通过Micro USB线与计算机相连,为iCore4供电;
  3. 打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程;
  4. 烧写程序到iCore4上;
  5. 也可以进入Debug 模式,单步运行或设置断点验证程序逻辑。

六、 实验现象