完美解决STM32F407ZGT6使用Systic定时器实现延时
预备知识
STM32F4的系统滴答计时器的介绍及其说明。时间有限，这里点到为止，详情自行百度。
延时的原理：
因为在 ucos 下 systick 不能再被随意更改，如果我们还想利用 systick 来做 delay_us 或者
delay_ms 的延时，就必须想点办法了，这里我们利用的是时钟摘取法。
---这里摘自正点原子探索者F4，详细原理请自行百度。
实验目标
使用Systic计时器实现精准延时，且不占用OS中断
延时系统具有通用性，可适用多种系统频率
重点分析
本程序流程如下：
初始化其它相关硬件->获取HCLK时钟频率->用HCLK时钟频率初始化Systic计时器->其它操作实现延时
问题诊断
刚开始测试的时候发现了一个问题，如下描述：
由于该程序修改自正点原子的源码，源码中系统时钟是预先定义好的，使用起来没有问题，但这里系统频率是调用库函数实现的，虽然具有通用信，但却存在问题。
库函数中获取时钟频率的函数RCC_GetClocksFreq正确使用有一个条件，就是外部时钟25MHz
我们看一看该 函数的部分说明：
HSE_VALUE is a constant defined in stm32f4xx.h file (default value
25 MHz), user has to ensure that HSE_VALUE is same as the real
frequency of the crystal used. Otherwise, this function may
have wrong result.
意思就是外部晶振不为25MHz时算出的频率会出错。
表现在该工程中就是延时的时间是标准时间的三倍左右，即25/8
那么如何解决这个问题？很简单
stm32f4xx.h做以下修改
源代码：
123行： #define HSE_VALUE ((uint32_t)25000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
改为： 123行： #define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */
这里是指默认的外部高速时钟25Mhz，实际为8MHz，这里为了使库函数获取的时钟更准确
修改后，测试基本符合。
工程源码：
Delay.h
/**
******************************************************************************
* @file Delay.h
* @author 李航兵
* @version V1.2
* @date 18-June-2018
* @brief 这个头文件包含了STM32F407ZGT6开发板的延时相关的函数.
******************************************************************************
* @attention
* 官方库文件里有参考代码
* 为保证延时系统的精准，要求系统主频率越高越好
* 为保证延时系统的完整支持，系统主频率至少8MHz
* 使用CM4系统定时器，中断优先级最低
*
* @更新说明
* 支持us、ms级延时，且精度大大提高
* 支持OS，基本不影响OS的使用（下个版本添加）
*
******************************************************************************
*/
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f4xx_rcc.h"
#include "core_cm4.h"
#include "stm32f4xx_it.h"
#include "misc.h"
/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */
void Delay_Init(void); //延时系统初始化
void Delay_Us(u16 us); //微秒延时
void Delay_Ms(u16 ms); //毫秒延时
void Delay_Us_2(u32 us); //微秒延时，范围更大
#endif /* __DELAY_H */
/************************ (C) COPYRIGHT 李航兵 *****END OF FILE****/
Led.h
/**
******************************************************************************
* @file Led.h
* @author 李航兵
* @version V1.0
* @date 14-June-2018
* @brief 这个头文件包含了STM32F407ZGT6开发板的Led相关的函数.
******************************************************************************
* @attention
*硬件连接：
* Led1：PC0-VCC
* Led1：PD3-VCC
*
******************************************************************************
*/
/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f4xx_gpio.h"
#include "stm32f4xx_rcc.h"
/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */
void Led_Init(void); //Led初始化
void Led_On(u8 led); //开灯
void Led_Off(u8 led); //关灯
#endif /* __LED_H */
/************************ (C) COPYRIGHT 李航兵 *****END OF FILE****/Delay.c
/**
******************************************************************************
* @file Delay.c
* @author 李航兵
* @version V1.2
* @date 18-June-2018
* @brief 这个文件包含以下函数用于操作STM32F407ZGT6开发板的延时功能
* + 延时系统初始化
* + 微秒延时
* + 毫秒延时
*
* @verbatim
*
*
===========================================================================
##### How to use this driver #####
===========================================================================
[..]
(#) 初始化延时系统，调用Delay_Init()
(#) 延时
(++) 毫秒: Delay_Ms()
(++) 微秒: Delay_Init()
@endverbatim
******************************************************************************
* @attention
* 官方库文件里有参考代码
* 为保证延时系统的精准，要求系统主频率越高越好
* 为保证延时系统的完整支持，系统主频率至少8MHz
* 使用CM4系统定时器，中断优先级最低
* 使用此文件后，禁止再修改SysTick计时器及其设置
*
*
*
*
*
*
* © COPYRIGHT 2018 李航兵
* @更新说明
* 支持us、ms级延时，且精度大大提高
* 支持OS，基本不影响OS的使用（下个版本添加）
*
*
*
*
*
*
******************************************************************************
*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "Delay.h"
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
u8 per_us; //每1us定时器节拍
u32 per_ms; //每1ms节拍，注意168MHz下值为168000，需要32位，移植自STM32F0，此处谨慎
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
/**
* @brief 延时系统初始化.
* @param None.
* @retval None
*/
void Delay_Init()
{
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
//这里有个问题，本想自动化获取时钟频率的，不料在该函数中有如下声明
/*
HSE_VALUE is a constant defined in stm32f4xx.h file (default value
* 25 MHz), user has to ensure that HSE_VALUE is same as the real
* frequency of the crystal used. Otherwise, this function may
* have wrong result.
*/
//也就是后来测试时发现延时总是为输入的3倍左右
//后修改了库文件，可参看对应目录的readme文件获取修改记录
if(SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000)) //1ms一次中断
while(1);
per_ms=SysTick->LOAD; //每1ms节拍,亦即重载值
per_us=per_ms/1000; //每1us定时器节拍
}
/**
* @brief 微秒延时.
* @param 延时的微秒数，约定范围1~390，“禁止其他值”.
* @note 存在一定误差，主要是函数调用+部分计算.
* @retval None
*/
void Delay_Us(u16 us) //微秒延时
{
u32 ticks_old=SysTick->VAL; //前一个计数值
u32 ticks_new; //后一个计数值
u16 ticks_sum=0; //已经经过的节拍
u16 ticks_delta=us*per_us; //需要经过的节拍
if(us>390) return; //计时不允许超过390us，超过390us请使用Delay_Us_2
while(1)
{
ticks_new=SysTick->VAL;
if(ticks_new!=ticks_old)
{
if(ticks_new=ticks_delta)break; //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
}
}
}
/**
* @brief 毫秒延时.
* @param 延时的毫秒数，约定范围1~25000，“禁止其他值”.
* @note 存在一定误差，主要是函数调用+部分计算.
* @retval None
*/
void Delay_Ms(u16 ms) //毫秒延时
{
u32 ticks_old=SysTick->VAL; //前一个计数值
u32 ticks_new; //后一个计数值
u32 ticks_sum=0; //已经经过的节拍
u32 ticks_delta=ms*per_ms; //需要经过的节拍
if(ms>25000) return; //计时不允许超过25000ms，超过25000ms请多次使用
while(1)
{
ticks_new=SysTick->VAL;
if(ticks_new!=ticks_old)
{
if(ticks_new=ticks_delta)break; //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
}
}
}
/**
* @brief 微秒延时，范围更大.
* @param 延时的微秒数，约定范围1~25000000，“禁止其他值”.
* @note 存在一定误差，主要是函数调用+部分计算.
* @retval None
*/
void Delay_Us_2(u32 us) //微秒延时，范围更大
{
u32 ticks_old=SysTick->VAL; //前一个计数值
u32 ticks_new; //后一个计数值
u32 ticks_sum=0; //已经经过的节拍
u32 ticks_delta=us*per_us; //需要经过的节拍
if(us>25000000) return; //计时不允许超过25000000us
while(1)
{
ticks_new=SysTick->VAL;
if(ticks_new!=ticks_old)
{
if(ticks_new=ticks_delta)break; //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
}
}
}
/**
* @brief 系统定时器中断.
* @param None.
* @note 一般给OS用.
* @retval None
*/
void SysTick_Handler(void) //系统定时器中断
{
}
Led.c
/**
******************************************************************************
* @file Led.c
* @author 李航兵
* @version V1.0
* @date 14-June-2018
* @brief 这个文档包含了Led功能相关的函数.
******************************************************************************
* @brief 这个文件包含以下函数用于操作STM32F407ZGT6开发板的Led灯
* + 初始化Led
* + 开灯
* + 关灯
*
* @verbatim
*
*
===========================================================================
##### How to use this driver #####
===========================================================================
[..]
(#) 初始化Led，调用Led_Init()
(#) 控制灯的亮灭
(++) 开灯: Led_On
(++) 关灯: Led_Off
@endverbatim
******************************************************************************
* @attention
*
* © COPYRIGHT 2018 李航兵
*硬件连接：
* Led1：PC0-VCC
* Led1：PD3-VCC
*使用该文件后，PC0和PD3将会被占用
*
******************************************************************************
*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "Led.h"
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
/**
* @brief Led初始化.
* @note PC0和PD3将会被占用
* @note 调用此函数会开启GPIOC和启GPIOD时钟.
* @param None
* @retval None
*/
void Led_Init() //Led初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Led;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD,ENABLE);
GPIO_Led.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
GPIO_Led.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
GPIO_Led.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
GPIO_Led.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Led.GPIO_Speed=GPIO_High_Speed;
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Led);
GPIO_Led.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_Led);
Led_Off(1);
Led_Off(2);
}
/**
* @brief 开灯.
* @note
* @param led：Led的编号，可取1、2
* @retval None
*/
void Led_On(u8 led) //开灯
{
switch(led)
{
case 1:
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);
break;
case 2:
GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_3);
break;
}
}
/**
* @brief 关灯.
* @note
* @param led：Led的编号，可取1、2
* @retval None
*/
void Led_Off(u8 led) //关灯
{
switch(led)
{
case 1:
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);
break;
case 2:
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_3);
break;
}
}
/************************ (C) COPYRIGHT 李航兵 *****END OF FILE****/Delay_Test.c
#include "Delay.h"
#include "Led.h"
void main()
{
int i;
Led_Init();
Delay_Init();
while(1)
{
Led_On(1);
for(i=0;i<1000;i++)
Delay_Us(300);
Led_Off(1);
Delay_Ms(1000);
Led_On(2);
Delay_Us_2(1000000);
Led_Off(2);
Delay_Ms(1000);
}
}
//void main()
//{
// int i;
// Led_Init();
// Delay_Init();
// while(1)
// {
// Led_Off(1);
// for(i=0;i<1000;i++)
// {
// Delay_Us(300);
// Delay_Us(300);
// Delay_Us(300);
// Delay_Us(100);
// }
// Led_On(1);
//
// for(i=0;i<1000;i++)
// {
// Delay_Us(300);
// Delay_Us(300);
// Delay_Us(300);
// Delay_Us(100);
// }
// }
//}
//void main()
//{
// int i;
// Led_Init();
// Delay_Init();
// while(1)
// {
// Led_Off(1);
// Delay_Ms(1000);
// Led_On(1);
//
// Delay_Ms(1000);
// }
//}这里修改的地方前面已经说明
结果分析
经过测试，延时1s的时间基本准确