HAL库中 systick 的前世和今生

现在Hal 库越来越稳定成熟，加上配套软件cobemx 的成熟，hal 库使用频率越来越高，hal 库的用户也越来越多，有一部分新手用户发现systick 出现问题。

最近借用周末时间，分析了hal库代码，看看 systick 在HAL 库中是个什么角色。

也许你会问：systick 是 RTOS 使用的心跳时钟，我不使用 RTOS，是不是就和 systick 没关系了？

答：不是。不使用 RTOS，只使用 HAL 库，HAL 库中照样会启用 systick，也就是说使用HAL库的同时，也在默默的使用 systick。

这也就能理解为啥最近有小伙伴使用 hal 库时候，把 systick 当作普通定时器使用，用完后发现时间怎么错了，和时间有关的东西，不准了，原因就在这里，用的时候把systick修改，时间基准都变了，整个时间全都乱了。

上代码，看个仔细：本文使用的正点原子探索者开发板，芯片是stm32f407，使用官方最新的 stm32cobemx 软件生成工程代码，基于最新的版本的 HAL。

源码中main函数之前和systick 没有关系，直接从 main 函数开始看：

重点也是这两个函数告诉你一切，首先看HAL_init():

(本文主要分析这两个函数，所以用1，2来标记这两个函数，如果是把函数展开，分析子函数，就标记1.1，或者 2.1，再有子函数就标志1.1.1，2.1.2，这样标记一看就知道分析的代码是整体代码的第几层，第几个函数的第几个子函数，对于读者来说更好从整体的角度看源码分析，不然看着看着绕迷了，不知道说的哪里，除了作者自己知道，读者迷茫，这就不好了。)

以上是函数1，其中和systick 相关的代码在子函数HAL_inittick 中，从名字和注释来看，这个函数是初始化systick时钟，心跳是 1ms，对这个函数展开如下：

以上是函数1.1，其中框框标识的函数是配置systick 的，有个参数 systemcore clock，看下图：

Systemcoreclock 参数初始化是个常数，为什么是16000000不是其他？换种写法，16百万，还不认识，再换种写法，16M，熟悉了点，再想想片上内部高速时钟也正好是16M，对了，也就是系统开机默认使用片上/内部高速时钟当作芯片的时钟源。

从时钟树来看，就是这样过来的，直接是16Mhz，因为此时PLL还么有启用。

现在知道芯片启动时候systick 时钟频率了，回过去分析：

继续看1.1函数，框框标识函数的参数systemcoreclock知道了，为啥是1000不是其他呢？

因为要1ms心跳，看注释1ms，所以除以1000，16k 心跳一次，1秒正好心跳1000次，1000就是这么来的，这个心跳在 RTOS 中是可以自己配置的宏，这里写死了，1000。这个函数参数分析完了，把 HAL_SYSTICK_config 函数展开：

以上是1.1.1函数，继续展开框框标识的函数

Systick  LOAD，VAL，CTRL 很熟悉了把，寄存器操作，给systick 初始化开终端，启用systick 的。所以到现在为止，知道了HAL库中其实是使用了 systick 时钟的，自己使用 hal 库的时候，不要再使用 systick 当作定时器自己又配置又启动又关闭，都会给 hal 库的时间基准破坏掉。

现在分析第二个函数 systemclcok_config()，把他展开：

以上是2.1函数的一部分，这个函数比较长，无关的不看，只看有关的，

HAL_RCC_Clockconfig 看名字是RCC 时钟配置，对这个感兴趣，展开：

以上是2.1.1函数，这个函数很长，基本是就是配置时钟，PLL等，看重点，框框标识的代码，systemcoreclock这个参数刚才是 16M 呀，现在对他赋值了，要发生变化了，变成什么呢？对赋值的函数展开：

以上是2.1.1.1函数，赋的值是HSE_VALUE 经过PLL 变换之后的值，从上面的公式算出来的，从 cobemx 时钟树角度看看：

以上是cobemx时钟树配置，这是笔者按照 stm32f407最大工作频率配置的时钟：

红色线条是时钟路径，数字是时钟在每个节点的频率。这个值更新之后是168M。

代码返回去继续看

以上是2.1.1函数，刚刚systemcoreclock 更新完了，又一次调用HAL_inittick 函数，如上图框框标识的函数，这个函数前面看过了，再浏览一遍：继续展开：

以上是2.1.1.2函数，如上图框框标识的函数，配置systick时钟，此时配置的时钟频率还是同样的systemcoreclock参数，因为值刚刚更新过，所以此时systick 时钟已经不是开机时候的 16Mhz了，而是更新之后的 168Mhz。

但是心跳呢，照样是 1000，因为分母是1000，并且是写死的，永远是1000，不管选择什么规格的晶振，怎么配置PLL，经过他设置之后的systick 心跳总是1000。

总结：

1， 使用hal库的时候，systick 的使用问题：

hal 库使用了systick，用户自己的代码需要用时钟的话，最好选择其他的timer，如果一定要systick，可以短时间用，但是的时候要考虑和处理时间基准的问题，其实是个全局变量如下图框框标识，还有，用完了要恢复systick 装载值。

2， systick前世今生：

系统上电，先用片上/内部高速时钟运行，初始化 HAL 库，在HAL库中初始化 systick，并开启systick，然后重新配置 RCC，配置完更新时钟源并更新时钟源频率参数，然后使用新的频率再次初始化 systick：

3， 系统使用的时钟顺序是：上电启动使用内部高速时钟16Mhz，初始化时候开启外部高速时钟启用外部高速时钟。之后一直使用外部高速时钟

4， Systick 使用时钟顺序：和系统使用的时钟顺序一样，虽然时钟源和频率有切换的动作，但是系统心跳都是1000，系统心跳没有变化。切换前后系统心跳一直保持1000。

5， Hal 库使用的时间基准是uwTick 变量，这个变量基于systick 心跳，心跳一直是1000，所以hal库的时间一直是准确的，不受前后时钟源切换的影响。

6，其实进入低功耗时候，systick 需要suspend，工作的话，一进中断就立即唤醒了，保持不了低功耗模式。