利用系统滴答定时器编写延时函数

1.硬件为stm32f407vet6，外部8M时钟

2.微秒级延时函数最大延时99.86ms

函数实现: 

void Delay_Init(void) {

    SysTick->CTRL = 0; // 关闭SysTick

    SysTick->VAL = 0; // 清空当前计数值

    // 选择时钟源：默认分频HCLK/8，168MHz/8=21MHz

    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk; // 若需更高精度，可移除分频（直接使用168MHz）

   /* 

      选择 HCLK 作为时钟源（不分频）

       SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk;

       选择 HCLK/8 作为时钟源（分频）

       SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk;

   */

}

void delay_us(uint32_t us) {

    // 计算计数值（168MHz下不分频：us*168；分频后21MHz：us*21）

    SysTick->LOAD = us * 21 - 1; // 分频21MHz，每us需21个周期，不分频168MHz，每us需168个周期

    SysTick->VAL = 0; // 重置计数器

    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 启动计数

    while (!(SysTick->CTRL & SysTick_CTRL_COUNTFLAG_Msk)); // 等待计数完成

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; // 关闭SysTick

}

void delay_ms(uint32_t ms) {

    while (ms--) {

        delay_us(1000); // 调用微秒级延时1000次

    }

}

优势

利用系统滴答定时器（SysTick）实现的延时函数具有以下核心优点:

1. 高精度与稳定性

- 硬件级计时：SysTick是Cortex-M内核集成的24位递减计数器，直接基于系统时钟（如STM32F407的168MHz）工作，计时精度可达微秒级。  

- 独立运行：SysTick独立于CPU核心，即使CPU处理其他任务，计时仍持续进行，不受代码阻塞或中断抢占的显著影响。  

- 低误差：相比软件循环延时（误差±5%），SysTick的误差可控制在±0.1%以内。

2. 低资源占用与高效性

- 无需额外外设：SysTick是内核内置功能，无需配置通用定时器（如TIM2），节省硬件资源。  

- 低CPU占用：采用中断或轮询方式时，CPU可在延时期间执行其他任务（如多任务调度），而非空转等待。  

- 高效的中断处理：SysTick中断优先级固定且独立，触发周期稳定，适合作为实时操作系统（RTOS）的时间基准。

3. 灵活性与易用性

- 时钟源可选：支持HCLK（不分频）或HCLK/8两种时钟源，适应不同精度与功耗需求。例如，168MHz下不分频可提供微秒级延时，分频后适合低功耗场景。  

- 兼容性强：HAL库已封装`HAL_Delay()`函数，用户无需手动配置寄存器即可快速实现毫秒级延时。  

- 多场景适用：既可用于简单延时（如LED闪烁），也可支持复杂任务调度（如FreeRTOS的时间片轮转）。

 4. 代码简洁与可维护性

- 标准化接口：通过`SysTick_Config()`等函数即可完成初始化，代码量少且易于移植。  

- 避免优化干扰：使用硬件计数器而非软件循环，编译器优化（如空循环删除）不会影响延时精度。  

- 易于调试：通过读取`SysTick->VAL`寄存器可直接验证当前计数值，便于调试时序问题。

 5. 低功耗特性

- 动态功耗控制：在分频模式下（如HCLK/8），SysTick的时钟频率降低，减少动态功耗。  

- 与其他低功耗模式兼容：在延时期间，若结合CPU睡眠模式（如WFI指令），可进一步降低系统功耗。

 总结

SysTick延时函数凭借其高精度、低资源占用和内核级集成特性，成为STM32开发中的首选延时方案。尤其在实时操作系统、传感器时序控制等对时间敏感的场景中，其优势更为显著。如需更高灵活性（如纳秒级延时），可结合DWT计数器或通用定时器扩展功能。

关于 SysTick计数器溢出问题（核心原因）  

现象： delay_us(1000000)  试图延时1秒（1,000,000μs），但实际表现接近1ms。
原因：
 
SysTick是 24位递减计数器，最大计数值为  0xFFFFFF （即16,777,215）。
 
当系统时钟为168MHz时， LOAD 值计算为  1,000,000 * 168 - 1 = 167,999,999 ，远超24位最大值，导致 高位截断，实际加载值变为  167,999,999 & 0xFFFFFF = 16,777,215 。