本篇总结
使用 SysTick，实现 us/ms 级延时。
🔑 KEIL MDK、UART调试、SysTick
本示例演示两种使用 SysTick 实现精准延时的方式：中断计数法（每次计数到 0 触发中断，在中断中递减计数变量）与 轮询 COUNTFLAG 法（查询 CTRL 寄存器 bit16 标志位）。
SysTick 简介
SysTick 是一个 24bit 的向下递减计数器，计数器每计数一次的时间为 1/SYSCLK（一般 SYSCLK=72MHz）。当重装载数值寄存器的值递减到 0 时，系统定时器产生一次中断，以此循环往复。
SysTick 共有 4 个寄存器，实际使用时只需配置前三个：
| 寄存器 | 描述 | 关键位 |
|---|
| CTRL | 控制及状态寄存器 | bit16 COUNTFLAG / bit2 CLKSOURCE / bit1 TICKINT / bit0 ENABLE |
| LOAD | 重装载数值寄存器 | bit23:0 RELOAD（递减到 0 时重装载） |
| VAL | 当前数值寄存器 | bit23:0 CURRENT（读返回当前值，写清零） |
| CALIB | 校准数值寄存器 | 本例程未使用 |
SysTick 属于内核外设，寄存器定义和库函数都在 core_cm3.h 中。标准库提供了 SysTick_Config() 函数封装了 LOAD、VAL、CTRL 三个寄存器的配置，一个函数即可完成初始化。
前置工具准备
开始本例程前，请确认以下工具已安装：
- WIZ UartTool V1.0：串口日志观察工具：点击下载
硬件连接
SysTick 为内核内置外设，无需外部引脚。仅需一根 Micro USB 线连接开发板 DEBUG USB 口到 PC，用于观察串口打印的延时验证日志。
工程结构
工程位于 SDK 内 1.SDK\ModuleDemo\SysTick\，核心文件如下：
SysTick/
├── USER/
│ ├── main.c ← SysTick 初始化 + 两种延时实现 + 主流程
│ ├── w55mh32_conf.h ← 外设头文件集中包含
│ ├── w55mh32_it.c/h ← 中断服务函数（SysTick_Handler）
│ ├── system_w55mh32.c/h← 系统初始化（时钟配置）
│ └── startup_w55mh32.s ← 启动文件
└── SYSTEM/
└── delay/
└── delay.c/h ← SysTick 延时函数封装
步骤1：SysTick 初始化（中断方式）
文件：USER/main.c | 函数：SysTick_Init() — 调用标准库 SysTick_Config() 配置中断周期为 10us。
/**
* @brief 启动系统滴答定时器 SysTick（中断方式）
* @note 中断周期 = SystemCoreClock / 100000 = 72M / 100000 = 720 个计数周期 = 10us
* @param 无
* @retval 无
*/
void SysTick_Init(void)
{
/* SystemFrequency / 1000 1ms 中断一次
* SystemFrequency / 100000 10us 中断一次
* SystemFrequency / 1000000 1us 中断一次
*/
if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100000)) {
/* Capture error */
while (1);
}
}
SysTick_Config() 形参 ticks 决定中断周期：ticks = SystemCoreClock / N，则中断一次的时间 T = 1us × (N/72)，本例 N=100000 对应 10us 中断一次。函数内部完成三件事：写 LOAD 重装载值 → 配置中断优先级为 15（最低）→ 使能定时器 + 中断 + AHB 时钟源。
如果你想自定义
- 改中断周期 → 修改
SysTick_Config() 的入参，如 SystemCoreClock / 1000 对应 1ms 中断
- 改中断优先级 → 在
SysTick_Config() 后调用 NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, n)，n 范围 0~15，数值越小优先级越高
步骤2：中断方式延时函数
函数：Delay_us() + 中断服务 SysTick_Handler() + TimingDelay_Decrement() — 主循环等待变量递减到 0，中断每 10us 递减一次。
__IO uint32_t TimingDelay = 0;
/**
* @brief us 延时程序，10us 为一个单位（中断方式）
* @param nTime: Delay_us(1) 实现延时 1 × 10us = 10us
* @retval 无
*/
void Delay_us(__IO u32 nTime)
{
TimingDelay = nTime;
while (TimingDelay != 0);
}
/**
* @brief SysTick 中断服务函数（每 10us 触发一次）
*/
void SysTick_Handler(void)
{
TimingDelay_Decrement();
}
/**
* @brief 获取节拍程序，在 SysTick_Handler 中调用
*/
void TimingDelay_Decrement(void)
{
if (TimingDelay != 0x00) {
TimingDelay--;
}
}
工作流程：Delay_us(n) 把 n 赋给全局变量 TimingDelay，主循环空等其归零；SysTick 每 10us 进一次中断递减 TimingDelay。例如 Delay_us(100000) → 100000 × 10us = 1s。
步骤3：轮询方式延时函数（替代方案）
函数：SysTick_Delay_Us() / SysTick_Delay_Ms() — 查询 CTRL 寄存器 bit16 的 COUNTFLAG 标志位，计数器递减到 0 时硬件自动置 1，读取后自动清 0。
/**
* @brief SysTick 微秒级延时（轮询 COUNTFLAG 方式）
* @param us: 延时微秒数
*/
void SysTick_Delay_Us(__IO uint32_t us)
{
uint32_t i;
SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000000); /* 1us 中断一次 */
for (i = 0; i < us; i++) {
while (!((SysTick->CTRL) & (1 << 16))); /* 等 COUNTFLAG 置 1 */
}
/* 关闭 SysTick 定时器 */
SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
/**
* @brief SysTick 毫秒级延时（轮询 COUNTFLAG 方式）
* @param ms: 延时毫秒数
*/
void SysTick_Delay_Ms(__IO uint32_t ms)
{
uint32_t i;
SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000); /* 1ms 中断一次 */
for (i = 0; i < ms; i++) {
while (!((SysTick->CTRL) & (1 << 16))); /* 等 COUNTFLAG 置 1 */
}
/* 关闭 SysTick 定时器 */
SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
}
轮询法无需中断和全局变量，直接读 CTRL 的 bit16（COUNTFLAG）：计数器从 RELOAD 递减到 0 时硬件置 1，读取后自动清 0。每次循环对应一次完整递减周期，所以 SysTick_Config(SystemCoreClock/1000) 配置为 1ms 周期，循环 ms 次即延时 ms 毫秒。
两种方式对比
- 中断方式：延时期间 CPU 阻塞在 while 循环，但 SysTick 持续运行，可同时被更高优先级中断抢占；适合需要后台时基的场景
- 轮询方式：不进中断，代码更直观；每次调用都重新
SysTick_Config，调用结束关闭定时器；适合简单的阻塞延时
步骤4：主函数逻辑
文件：USER/main.c | 函数：main() — 初始化 UART 与 SysTick，循环打印时间戳验证两种延时方式。
int main(void)
{
uint32_t cnt = 0;
RCC_ClocksTypeDef clocks;
delay_init();
UART_Configuration(115200);
RCC_GetClocksFreq(&clocks);
printf("\n");
printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, "
"PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhz\n",
(float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000,
(float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000,
(float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000,
(float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000,
(float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000);
printf("SysTick Delay Test.\n");
/* 初始化 SysTick（中断方式，10us 中断一次） */
SysTick_Init();
while (1)
{
/* 方式1：中断方式延时 1s（100000 × 10us） */
printf("[%lu] interrupt delay 1s ...\n", cnt++);
Delay_us(100000);
/* 方式2：轮询方式延时 500ms */
printf("[%lu] polling delay 500ms ...\n", cnt++);
SysTick_Delay_Ms(500);
}
}
主循环交替演示两种延时方式：中断方式 Delay_us(100000) 延时 1s，轮询方式 SysTick_Delay_Ms(500) 延时 500ms。通过串口打印时间戳可观察实际延时效果。
注意
轮询方式每次调用都会重新 SysTick_Config，会覆盖中断方式的配置。两种方式混合使用时需注意：调用 SysTick_Delay_Ms/Us 后，中断方式的 TimingDelay 递减周期已被改变，需重新调用 SysTick_Init() 恢复。
步骤5：printf 重定向
重写 fputc() 将 printf 输出重定向到 USART1，并自动在 \n 前补 \r 确保串口工具正确换行。
int fputc(int c, FILE *f)
{
if (c == '\n')
SER_PutChar('\r'); // 补回车，确保串口工具正确换行
return (SER_PutChar(c));
}
int SER_PutChar(int ch)
{
while (!USART_GetFlagStatus(USART_TEST, USART_FLAG_TC));
USART_SendData(USART_TEST, (uint8_t)ch);
return ch;
}
编译与下载
Keil MDK 中打开 SysTick.uvprojx，F7 编译，确认 0 Error(s)。连接 DEBUG USB 口到 PC，F8 下载。下载成功后按 RESET 键启动新固件。
运行验证
打开 WIZ UartTool V1.0
，选择开发板对应 COM 口，波特率 115200 / 8N1，打开串口。按 RESET 启动后，预期每隔约 1.5s 打印一条日志（中断延时 1s + 轮询延时 500ms）：
SYSCLK: 72.0Mhz, HCLK: 72.0Mhz, PCLK1: 36.0Mhz, PCLK2: 72.0Mhz, ADCCLK: 36.0Mhz
SysTick Delay Test.
[0] interrupt delay 1s ...
[0] polling delay 500ms ...
[1] interrupt delay 1s ...
[1] polling delay 500ms ...
可看到两条日志间隔约 1s（中断方式），随后约 500ms（轮询方式），依次交替。若时钟频率异常（SYSCLK 不是 72.0Mhz），延时时间会等比例偏差。
常见问题
Q: 程序卡在 SysTick_Init 的 while(1) 死循环
SysTick_Config() 返回 1 表示 ticks 参数超过 24bit 最大值（2²⁴ = 16777216）。检查 SystemCoreClock / N 是否超限，例如 SystemCoreClock / 1 = 72000000 就超了。
Q: Delay_us 卡在 while(TimingDelay != 0) 不退出
SysTick 中断未正常触发。检查：
1) SysTick_Handler 是否已在 w55mh32_it.c 或 main.c 中定义，且与启动文件向量表名称一致；
2) 是否被 SysTick_Delay_Ms/Us 覆盖配置后未恢复 SysTick_Init()。
Q: 延时时间明显不准确（偏快或偏慢）
先看串口打印的 SYSCLK 是否为 72.0Mhz。若频率异常，检查 system_w55mh32.c 中 HSE_VALUE 是否与实际晶振一致。SysTick_Config 依赖 SystemCoreClock 宏，时钟配置错误会直接传导到延时周期。
Q: 轮询方式 SysTick_Delay_Ms 延时为 0 或极短
COUNTFLAG (bit16) 读取逻辑错误。正确写法：while (!((SysTick->CTRL) & (1<<16)));。注意 SysTick_Config 会把 TICKINT 位置 1（使能中断），若不希望进中断需在配置后手动清除：SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;
Q: 中断方式与轮询方式如何选择
中断方式适合需要持续后台时基的场景（如操作系统心跳、软定时器），延时期间可被高优先级中断抢占；轮询方式不进中断、代码简单，适合单纯的阻塞延时。两者都会阻塞当前任务，差异在于 SysTick 是否同时承担其他时基职责。本例程 delay.c 中的 delay_ms/delay_us 通常用轮询方式实现。
总结
本文基于 W55MH32L 的内核 SysTick 定时器实现两种精准延时方案：
- SysTick 简介：CM3 内核 24bit 递减计数器，4 个寄存器（CTRL/LOAD/VAL/CALIB），标准库
SysTick_Config() 一行完成初始化
- 中断方式：
SysTick_Init() 配置 10us 中断周期 → Delay_us(n) 等待 TimingDelay 归零 → SysTick_Handler 中递减
- 轮询方式：
SysTick_Delay_Us/Ms() 查询 CTRL 的 bit16 COUNTFLAG，每次循环对应一个完整递减周期
- 关键点：中断周期 = ticks / SYSCLK；
SysTick_Config 形参最大 2²⁴；两种方式混用时注意轮询法会覆盖中断配置
