Cortex-M3与M85单片机的SysTick使用上有区别吗？

科技 2024-10-13 08:30 中国香港

Cortex-M是ARM面向MCU的内核，推出约有20年了，最经典的就是Cortex-M3内核，也是目前市面上广泛使用的内核之一。

而目前（2024-09）最新最强大的单片机内核是Cortex-M85。

https://www.arm.com/zh-TW/product-filter?families=cortex-m

Cortex-M85相比Cortex-M3内核升级了很多功能，也变得更强大了。

那么，作为普通用户（开发者），使用Cortex-M85和Cortex-M3内核单片机有什么区别呢？

cm3.h与cm85.h

单片机开发者，接触最多的就是core_cm3.h（core_cm85.h）文件，这里定义了与内核相关的大部分内容，平时我们调用最多也是这里的接口。

我们对比一下这两个源文件：

通过对比源代码，你会直观地发现，cm85比cm3代码行数明显大多了，1943行和4672行。当然，行数多了这么多，左侧红色（差异）部分也比较多。

虽然，左侧“红色”比较多，但大部分都是多出来的行数以及宏定义。仔细对比，其实很多都是一样的，比如我们常用的系统复位函数：

__NO_RETURN __STATIC_INLINE void __NVIC_SystemReset(void){  __DSB();                                                          /* Ensure all outstanding memory accesses included                                                                       buffered write are completed before reset */  SCB->AIRCR  = (uint32_t)((0x5FAUL << SCB_AIRCR_VECTKEY_Pos)    |                           (SCB->AIRCR & SCB_AIRCR_PRIGROUP_Msk) |                            SCB_AIRCR_SYSRESETREQ_Msk    );         /* Keep priority group unchanged */  __DSB();                                                          /* Ensure completion of memory access */
  for(;;)                                                           /* wait until reset */  {    __NOP();  }}

再比如系统Tick配置函数：

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks){  if ((ticks - 1UL) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  {    return (1UL);                                                   /* Reload value impossible */  }
  SysTick->LOAD  = (uint32_t)(ticks - 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 |                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                         /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */  return (0UL);                                                     /* Function successful */}

其实，你会发现，在Cortext-M3单片机上常用的这些函数接口，基本和CM85一样，这也说明CM85大部分接口向下兼容CM3。

Cortex-M85单片机SysTick

定时器是单片机常用的一个模块，不管是延时，还是RTOS的心跳（系统时钟）都会用到定时器。所以，Arm考虑到这种情况，在每个Cortex-M内核都集成了一个SysTick模块。

这里结合瑞萨 RA8D1（Cortex-M85内核）单片机给大家讲述一下SysTick的用法。

使用 e2 studio 以及fsp软件包

工具自带的软件包其实是最实用的，这里以IO翻转，SysTick延时为例，手把手教大家创建一个工程，并演示效果。

1、打开e2 studio创建单片机项目

我们命名项目名称为：RA8D1_SysTick

选择对应芯片型号：R7FA8D1BEC

基本上只需要动动鼠标“点一点”，一个完整的工程就创建好了。

2、配置工程

这里配置一些基础的信息，我们使用一个IO(PA01)来测试一下SysTick延时时间。

配置时钟树：

配置输出Hex文件：

3、演示

这里只是简单演示Demo，我们添加一个IO翻转来测试SysTick延时时间。

while(1){    R_PORT10->PODR ^= 1<<(BSP_IO_PORT_10_PIN_01 & 0xFF);     //PA01亮灭翻转    R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);    //SysTick延时}

这个是1ms翻转，SysTick延时误差还是比较小，相对1ms来说误差可以忽略（采样频率100KHz看不出来误差）。

采样频率为100MHz，其实还是看得出来有点误差。当然，这个误差是晶振、软件等多种因素影响的。还有，us级别的误差，相对ms可以忽略。

如果改为1us翻转，通过IO翻转来测试，误差就相对明显一点。

4、源码描述

有经验的工程师应该都能看懂，这里针对初学者简单说下。

R_PORT10->PODR ^= 1<<(BSP_IO_PORT_10_PIN_01 & 0xFF);

为了减少软件带来误差，这里直接操作寄存器进行IO翻转。

R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

R_BSP_SoftwareDelay：阻塞延时函数，是FSP软件包自带函数接口。

BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS：宏定义，延时单位（毫秒）。

系统定义了三个宏：

typedef enum{    BSP_DELAY_UNITS_SECONDS      = 1000000, ///< Requested delay amount is in seconds    BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS = 1000,    ///< Requested delay amount is in milliseconds    BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS = 1        ///< Requested delay amount is in microseconds} bsp_delay_units_t;

R_BSP_SoftwareDelay：其实就是利用SysTick进行的延时。

进一步分析代码，可以看到更底层调用SysTick和CM0、CM23等也是一样。所以，你会发现，Cortex-M3与M85单片机的SysTick使用上没有多大区别。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzMjQwNjQzNA==&mid=2247618392&idx=5&sn=f7f4c9bce010dbd101e1ba3ee9ea73f8

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