M0环境中SYSTICK配置

<think>我们被要求配置M0环境中的SysTick定时器。根据引用[1]和[2]，SysTick是一个24位的向下递减计数器，属于内核的一部分。在配置时，我们需要设置重装载值、当前值以及控制寄存器。 步骤： 1. 设置重装载寄存器（LOAD）：决定定时器的计数周期。 2. 清空当前值寄存器（VAL）：写入0即可清空。 3. 配置控制寄存器（CTRL）：包括选择时钟源（内部时钟或外部时钟）、使能中断、使能定时器。 4. 配置中断优先级（如果需要中断）。在M0+内核中，SysTick的中断优先级通过SHPR3寄存器设置（引用[1]提到SHPR3用于设置SysTick和PendSV的优先级，最高两位有效，一般设置为3级）。 注意：引用[1]提到SysTick使用内核时钟的16分频，但具体时钟源需要根据芯片手册确定。通常，SysTick可以选择内核时钟（系统时钟）或外部时钟（系统时钟的1/8）。在STM32中，一般使用系统时钟。 另外，引用[3]提供了一个使用SysTick实现延时的例子（虽然针对的是F4系列，但原理相似）。 具体配置步骤（以Cortex-M0为例）： 1. 计算重装载值：如果系统时钟为48MHz（例如），我们想要1ms中断一次，则重装载值 = (48000000/1000) - 1 = 47999。注意：因为计数器从重装载值递减到0，所以需要计数的次数为N+1（从N到0是N+1个计数），因此重装载值=所需计数值-1。 2. 清空当前计数器：写入VAL寄存器为0。 3. 配置控制寄存器： - 使能SysTick定时器（第0位） - 使能SysTick中断（第1位） - 选择时钟源（第2位）：0=外部时钟（系统时钟的1/8），1=内核时钟（系统时钟）。通常选择内核时钟。 4. 配置中断优先级：通过SHPR3寄存器设置。SysTick的中断号是15（在Cortex-M0中，SysTick异常号为15）。在M0中，优先级寄存器是8位宽，每个中断使用8位中的高两位（即优先级字段占据最高两位，因此优先级范围为0-3）。具体设置： - 将优先级值（0-3）左移到SHPR3中SysTick优先级字段的位置。根据ARM文档，SysTick的优先级字段位于SHPR3的[31:30]（因为每个优先级寄存器占用8位，而SysTick是第15号异常，在中断优先级寄存器中，每个异常占用一个字节，但M0中只有4个优先级寄存器SHPR0-SHPR3，每个32位，分成4个8位字段。SysTick属于第15号异常，其优先级设置在SHPR3的第三个字节（即[23:16]）的高两位（实际是[23:22]）？）。注意：在Cortex-M0中，优先级寄存器的分配如下： SHPR0: 地址0xE000ED18，用于异常4-7（每个异常占8位，但只使用高两位） SHPR1: 异常8-11 SHPR2: 异常12-15（其中异常12、13、14、15分别占用SHPR2的字节0、1、2、3）-> 所以SysTick（异常15）在SHPR2的第三个字节（即[23:16]）？不对，应该是SHPR3？实际上，在Cortex-M0中，SHPR3的地址是0xE000ED20，用于异常16-19？但是SysTick是15号异常，应该属于SHPR2的最后一个字节（即[31:24]）？查阅ARM文档：Cortex-M0的异常15（SysTick）的优先级设置在SHPR3寄存器中？引用[1]说“SysTick、PendSV的优先级在SHPR3中设置”，而PendSV是异常14，SysTick是15。实际上，在Cortex-M0中，优先级寄存器是： SHPR0: 地址0xE000ED18，用于异常4-7（每个异常占8位，但只使用高两位） SHPR1: 0xE000ED1C，异常8-11 SHPR2: 0xE000ED20，异常12-15（异常12占用字节0[7:0]，异常13占用字节1[15:8]，异常14占用字节2[23:16]，异常15占用字节3[31:24]） 因此，SysTick（异常15）的优先级设置在SHPR2的字节3（即最高字节[31:24]）的高两位（即[31:30]）。所以引用[1]中提到的SHPR3可能是笔误，应该是SHPR2？或者不同版本内核？实际上，在Cortex-M0+中，文档指出：SHPR3用于SysTick和PendSV（异常14和15）？但根据地址映射，SHPR2覆盖了12-15，SHPR3覆盖16-19（但M0+没有16-19这些异常，所以SHPR3可能保留）。因此，引用[1]提到的“SHPR3”可能是指SHPR2？因为异常14和15在SHPR2中。为了准确，我们应查看具体芯片的参考手册。 但根据引用[1]原文：“SHPR3：用于设定SysTick模块中断的优先级，位于系统控制模块中。最高两位(31、30)用于设置SysTick优先级”，这里提到的是SHPR3，并且是最高两位。所以可能是针对特定的M0+芯片？因为有些芯片厂商可能重新映射了这些寄存器。因此，在实际编程中，我们需要查看具体芯片的数据手册。 为了通用性，我们按照引用[1]的描述，使用SHPR3，并且设置最高两位（31:30）为优先级值（0-3）。例如，设置为3（即0x3）则优先级最低。设置方法：将优先级值（0-3）左移30位，然后写入SHPR3。 5. 在中断服务程序中处理中断。 代码示例（假设系统时钟为48MHz，使用内核时钟，需要1ms中断一次）： 注意：在M0中，SysTick的寄存器地址为： SYST_CSR: 0xE000E010 - 控制状态寄存器 SYST_RVR: 0xE000E014 - 重装载值寄存器 SYST_CVR: 0xE000E018 - 当前值寄存器 初始化函数： ```c #include <stdint.h> #define SYST_CSR (*(volatile uint32_t *)0xE000E010) #define SYST_RVR (*(volatile uint32_t *)0xE000E014) #define SYST_CVR (*(volatile uint32_t *)0xE000E018) // 设置中断优先级寄存器（假设使用SHPR3，且SysTick优先级在最高两位） #define SHPR3 (*(volatile uint32_t *)0xE000ED20) void SysTick_Init(void) { // 设置重装载值：1ms中断一次，假设系统时钟48MHz uint32_t reload = 48000000 / 1000 - 1; // 注意：如果使用分频，则需调整 SYST_RVR = reload; // 清空当前值 SYST_CVR = 0; // 设置中断优先级：假设优先级为3（最低），则写入0x30000000（因为最高两位[31:30]设置为3，即0b11） // 注意：这里直接写入SHPR3，但需要保留其他位。所以先读取，然后修改高两位，再写入。 uint32_t shpr3 = SHPR3; shpr3 &= ~(0x3 << 30); // 清除最高两位 shpr3 |= (0x3 << 30); // 设置为3（二进制11） SHPR3 = shpr3; // 配置控制寄存器：使能中断，使用内核时钟，使能定时器 SYST_CSR = (1 << 2) | (1 << 1) | (1 << 0); // 第0位：ENABLE，使能定时器 // 第1位：TICKINT，使能中断 // 第2位：CLKSOURCE，选择时钟源，1=内核时钟 } ``` 中断服务函数： 在中断向量表中，SysTick的中断服务函数名为SysTick_Handler（根据具体编译器可能不同，例如在Keil中默认是SysTick_Handler）。在中断服务函数中，进行计数等操作。 注意：以上代码中，优先级设置部分需要根据具体芯片手册调整。如果芯片手册说明SysTick的优先级设置在SHPR2的某个字节，则需修改。 另外，引用[1]中提到“SysTick使用内核时钟的16分频”，但我们上面的例子直接使用了系统时钟（48MHz）。如果确实需要16分频，那么重装载值要按分频后的时钟计算。例如，48MHz/16=3MHz，那么1ms中断一次的重装载值=3000000/1000-1=2999。同时，在控制寄存器中，时钟源应选择外部时钟（即CLKSOURCE位设为0），因为分频后的时钟通常被视为外部时钟（相对于内核时钟而言）。但具体是否分频以及分频系数，请参考芯片手册。 总结：配置步骤包括设置重装载值、清空当前值、设置中断优先级、配置控制寄存器。需要根据实际的系统时钟频率和所需中断周期计算重装载值，并根据芯片手册确定优先级寄存器的位置。 注意：在M0中，SysTick是一个标准的定时器，配置相对简单。但不同厂商的芯片可能有些许差异，建议结合芯片手册进行配置。</think>### 在 Cortex-M0 环境中配置 SysTick 的步骤 SysTick 是 ARM Cortex-M0 内核集成的 24 位系统定时器，配置步骤如下： #### 1. **设置重装载值 (LOAD)** 计算定时周期对应的计数值： ```c #define SYSTEM_CLOCK 48000000 // 假设系统时钟 48MHz #define TICK_INTERVAL_MS 1 // 1ms 中断周期 uint32_t reload = (SYSTEM_CLOCK / 1000 * TICK_INTERVAL_MS) - 1; SysTick->LOAD = reload; // 设置重装载值 ``` > 注：重装载值 = (系统时钟频率 / 分频系数) × 定时周期 - 1[^1][^2] #### 2. **清空当前值 (VAL)** ```c SysTick->VAL = 0; // 写入任意值可清空计数器 ``` #### 3. **配置控制寄存器 (CTRL)** ```c SysTick->CTRL = (1 << 2) | // 选择内核时钟源 (1=内核时钟, 0=外部时钟) (1 << 1) | // 使能中断 (1 << 0); // 使能定时器 ``` > 关键位说明[^2]： > - Bit 0: ENABLE (定时器使能) > - Bit 1: TICKINT (中断使能) > - Bit 2: CLKSOURCE (时钟源选择) #### 4. **设置中断优先级 (SHPR3)** ```c SHPR3 = (SHPR3 & ~0x00C00000) | (0x03 << 22); // 优先级设为3级(最低) ``` > M0 内核通过 SHPR3 设置 SysTick 优先级，优先级值占最高两位[^1] #### 5. **实现中断服务函数** ```c void SysTick_Handler(void) { static uint32_t tick_count = 0; tick_count++; if(tick_count % 1000 == 0) { // 每1000次中断(1秒)执行 LED_Toggle(); // 翻转LED UART_Send("Time: %ds\n", tick_count/1000); } } ``` #### 完整初始化函数 ```c void SysTick_Init(uint32_t interval_ms) { // 关闭定时器 SysTick->CTRL = 0; // 设置重装载值 uint32_t reload = (SYSTEM_CLOCK / 1000 * interval_ms) - 1; SysTick->LOAD = reload; // 清空计数器 SysTick->VAL = 0; // 设置中断优先级 SHPR3 = (SHPR3 & ~0x00C00000) | (0x03 << 22); // 启用定时器 SysTick->CTRL = (1 << 2) | (1 << 1) | (1 << 0); } ``` > **关键注意事项**： > 1. SysTick 是 **24 位递减计数器**，重载值需小于 `0xFFFFFF`[^2] > 2. 时钟源选择： > - 内核时钟 (CLKSOURCE=1)：直接使用系统时钟 > - 外部时钟 (CLKSOURCE=0)：使用系统时钟的 1/8[^1] > 3. 首次启用时需手动清空 VAL 寄存器 > 4. 中断优先级范围 0-3 (0 为最高优先级)[^1] [^1]: 重载计数器与计数器都是低24位有效。优先级通过 SHPR3 设置，最高两位(31,30)用于设定 SysTick 优先级。 [^2]: SysTick 是24bit向下递减计数器，计数器每计数一次的时间为1/SYSCLK。 [^3]: 配置时需清空计数器 (VAL=0) 并正确设置 LOAD 值。