《GD32-Colibri-F207ZE开发板玩家笔记》之Systick_Ticker

suyong_yq · TA的每日心情 奋斗 2018-10-29 22:48

Systick_Ticker工程实现的功能是，使用ARM处理器的Systick定时器计时，在定时器中断服务程序中控制三个LED灯闪烁的频率。

需要考虑到几个设计要点：

（1）应用Systick定时器，设定定时器的计时周期，并启用定时溢出中断。

（2）应用GPIO驱动程序调用底层硬件控制可编程LED引脚的电平。

（3）在Systick定时器中断服务程序中，使用软件实现的分频计数器，对Systick定时器的溢出频率进行分频，得到三个LED灯各自闪烁的频率。

在程序主循环中，通过在串口终端中输入按键（任何字符均可），触发Systick定时器的启动和关闭：当Systick定时器启动时，可以观察到三个LED灯各自闪烁；当Systick定时器关闭时，LED灯停止闪烁，保持状态。

开始编程：

步骤一：创建工程

考虑到要使用stdio的通信信道作为人机交互，同时要使用GPIO控制LED灯闪烁，在项目代码树的“\example”目录下，复制已经创建好的样例工程“GPIO_BlinkyLED”作为本工程的模板，改目录名为“Systick_Ticker”。Systick模块本身是ARM定义的一个标准模块，其相关的寄存器及操作函数被定义arm_cm3.h文件中，因此不需要额外引用外部驱动文件。

在Keil集成开发环境下组织工程代码如图1所示。

图1 Systick_Ticker工程组织

步骤二：添加应用代码

本工程基于GPIO_BlinkyLED，所以继承了关于控制LED灯的函数，包括：

/* LED. */
void LED_Configuration(void);
void LED_LightOn(uint32_t ledIdx);
void LED_LightOff(uint32_t ledIdx);
void LED_LightSwitch(uint32_t ledIdx);

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在main.c文件中添加关于Systick定时器的程序代码如下：

void Ticker_Configuration(uint32_t tickersPerSecond)
{
SysTick_Config(SystemCoreClock / tickersPerSecond);
NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0x00);
SysTick->LOAD = (uint32_t)(SystemCoreClock / tickersPerSecond - 1UL); /* set reload register */
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1UL << __NVIC_PRIO_BITS) - 1UL); /* set Priority for Systick Interrupt */
SysTick->VAL = 0UL; /* Load the SysTick Counter Value */
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | /* Select the clock source. */
SysTick_CTRL_TICKINT_Msk; /* Enable SysTick IRQ. */
}
void Ticker_Start(void)
{
SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
void Ticker_Pause(void)
{
SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}

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其中，Ticker_Configuration()函数配置Systick定时器以传入参数tickersPerSecond为频率周期产生时钟滴答（Tick），并启用Systick中断在滴答到来之时被触发执行服务程序。Ticker_Start()和Ticker_Start()用于启动和暂停定时器。

特别设计Systick定时器中断服务程序如下：

/*
* Interrupt Service Routine.
*/
volatile uint32_t gTickerCounter[3] = {0};
const uint32_t gLedSwitchTickers[3] = {100U, 200U, 400U};
void SysTick_Handler(void)
{
uint32_t i;
for (i = 0U; i < 3U; i++)
{
if (gTickerCounter[i] >= gLedSwitchTickers[i])
{
gTickerCounter[i] = 0U;
LED_LightSwitch(i); /* Switch the LED. */
}
gTickerCounter[i]++;
}
}

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此时，使用gLedSwitchTickers[]数组为三个LED灯指定闪烁频率的分频因子，分别为100、200、400。在Systick的中断服务程序SysTick_Handler中，基于分频后的节奏分别控制三个LED灯。

最后，实现顶层的main函数如下：

/*
* Application Entry.
*/
int main(void)
{
BSP_InitStdioUART(115200U);
printf("\r\n\r\n# Systick_TickerInterrupt Exampler #\r\n");
/* Initialize the application. */
printf("# Initializing ...\r\n");
LED_Configuration();
Ticker_Configuration(200U); /* 200 tickers per second. 1 ticker = 5ms. */
printf("# Ready.\r\n");
/* Print the user guide. */
printf("Press any key to toggle the ticker ...\r\n");
while (1)
{
getchar();
Ticker_Start();
printf("Ticker_Start()\r\n");
getchar();
Ticker_Pause();
printf("Ticker_Pause()\r\n");
}
}

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步骤三：下载程序，运行

编译工程，下载到开发板。在上位机启动串口通信终端界面后，复位开发板运行程序。此时，根据终端输出的提示信息，在终端界面中输入回车（或者其它任何字符均可）启动Systick定时器，观察开发板即可发现三个LED灯以“二进制编码”递增序列闪烁。再次输入回车暂停Systick定时器，LED灯保持最后状态停止闪烁。如此反复。上位机的串口通信终端输入信息如图2所示。