Systick

インターバルタイマー割り込みによるLEDの点灯消灯

20140530 coskx
T.SATOH

１．はじめに

設定した時間間隔で，割り込みをかけ，２つのLEDを交互に点滅させる。
通常の関数はプログラム内で呼び出されて起動するが，割り込み関数（ハンドラ，割り込みハンドラとも呼ばれる）は，マイクロコントローラにあることが生じた場合に呼び出される関数である。
このプログラムではSystick割り込みという一定時間間隔（ここで示す例では1msecごと）で起動する割り込みが使われており，割り込み関数内でLEDの点灯消灯が行われている。
main関数は通常他の作業を行っているはずだが，ここでは作業なしの無限ループに入っているので何もしない。割り込み関数内でLEDに関する作業が行われている。

２．プログラムの要点

割り込み関数を使うには次のような準備が必要である。
（１）割り込みハンドラを用意する。
（２）Systick割り込みを設定する。

２．１　割り込みハンドラの用意
ハンドラの名前（割り込み関数の名前）は決まっていて，startup_stm32f30x.sのg_pfnVectors:で始まるベクタテーブル中に書いてある。
SysTick_HandlerがSystick割り込みを受けた時に動作するハンドラの名前である。
リファレンスマニュアルDM00043574.pdf(RM0316)のTable 32. STM32F303xB/C and STM32F358xC vector tableにSystick(System tick timer)というのがあり，addressが3Cになっている。
0，4，8，ｃ，10，...のように4バイトずつ割り込みハンドラのアドレスが並ぶので，16個目がSystick_Handlerである。startup_stm32f30x.sのベクタテーブルの16個目になっているのと一致する。

そこで　void SysTick_Handler(void)　(名前は固定)が1msecごとに起動する割り込みハンドラなので，ここにやりたいことを書く。
また，関数　void SysTick_Handler(void)　は自分が起動してもcount変数によって500回の起動につき1回だけLEDの作業を行っている。そのため，0.5秒ごとにLEDの状態が変化（点滅）する。

２．２　Systick割り込みの設定
Systick割り込みの設定は明示的ではないが，initIntervaltimer関数内で，割り込み周期を設定するために関数SysTick_Config()を呼び出している。この関数はcore_cm4.h内で定義されており，この関数内でNVICの設定で割り込み優先度の設定を行い，またSystick割り込みを有効にしている。
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
ここで
__NVIC_PRIO_BITS
はcore_cm4.h内で
#define __NVIC_PRIO_BITS 4
このようになっているので，
優先度の値は3が設定されていることになり，一番低い！　優先度を上げるには，initIntervaltimer()中で，0を設定すると良い。
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, 0); /* set Priority for Cortex-M0 System Interrupts */
関数SysTick_Config()が呼び出された後は，Systick割り込みが指定時間（ここでは1ms）ごとに生じている。
（割り込み設定の一般的なことは，プシュスイッチによる割り込みのところで述べる）

３．プログラム

フレームワークプロジェクトを使って，以下のプログラムを行う。

main.c

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <stm32f30x.h>
#include <stdint.h>
#include "stm32f30x_conf.h"
#include "stm32f3_discovery.h"
#include <stdio.h>

void initIntervaltimer(int32_t frequency);

int main(void)
{
    /* Configure LED3 and LED4 on STM32F0-Discovery */
    STM_EVAL_LEDInit(LED3);
    STM_EVAL_LEDInit(LED4);

    /* SysTick end of count event each 1ms */
    initIntervaltimer(1000); /* 1000Hz, 1000 interrupts/sec */

    /* Turn on LED3 Green LED */
    STM_EVAL_LEDOn(LED3);
    /* Turn off LD4 Blue LED */
    STM_EVAL_LEDOff(LED4);

    while(1);
}

/*インターバルタイマー割り込み初期設定　割り込み周波数[Hz]を引数で渡す*/
void initIntervaltimer(int32_t frequency)
{
    RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
    RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);
    SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / frequency);
}

//インターバルタイマー割り込み関数
void SysTick_Handler(void)
{
    static int32_t count=0;
    count++;
    if (count==500) {
         count=0;
        /* LED3 LED4 toggles each 500 ms */
        STM_EVAL_LEDToggle(LED3);
        STM_EVAL_LEDToggle(LED4);
    }
}