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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
-  了解STM32 GPIO结构。 
-  了解STM32 GPIO 特征。 
-  掌握SYSTICK的使用方法。 
-  掌握STM32 HAL库中SYSTICK属性的配置方法。 
-  掌握KEIL MDK 集成开发环境使用方法。 
 
二、 实验设备及平台
- 
- 
-  Micro USB线缆。 
-  Keil MDK 开发平台。 
-  STM32CubeMX开发平台。 
-  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
-  1、STM32时钟源分以下五类: - 
-  内部高速时钟(HSI):RC振荡器,精度不高。 
-  外部高速时钟(HSE):可接石英/陶瓷谐振器或者接外部时钟源。 
-  内部低速时钟(LSI):RC振荡器,提供低功耗时钟。应用如WDG。 
-  外部低速时钟(LSE):接外部低频率石英晶体。应用如RTC。 
-  锁相环倍环输出(PLL):其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频倍数 
-  可调,但是其最大输出频率受限数值因芯片型号而异。 
 
-  2、系统时钟SYSCLK可来源于: 
 
2、SYSTICK简介
-  SysTick系统定时器是属于CM7内核中的一个外设,内嵌在NVIC中。系统定时器是一个24bit的向下递减的计数器,计数器每计数一次的时间为1/SYSCLK,一般我们设置系统时钟SYSCLK等于216MHz。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CM7内核的外设,所以所有基于CM7内核的单片机都具有这个系统定时器,使得软件在CM7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。 
-  SysTick在设定初值并开启后,每经一个系统时钟周期,计数值减1,计数到0时,将从重载寄存器中自动重新装载定时初值并继续计数,同时内部的COUNTFLAG标志位置1,触发中断(中断允许情况下),中断响应属于NVIC异常,异常号为15,Systick中断优先级可设置。 
 
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 | 
	
		| 1 | TICKINT | R/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 | 
	
		| 0 | ENABLE | R/W | 0 | 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
-  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); 
-  把iCore4通过Micro USB线与计算机相连,为iCore4供电; 
-  打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程; 
-  烧写程序到iCore4上; 
-  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