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STM32学习笔记_STM32F103ZET6

STM32F103 系列芯片的系统架构:系统结构:在每一次复位以后,所有除SRAM 和FLITF 以外的外设都被关闭,在使用一个外设之前,必须设置寄存器RCC_AHBENR 来打开该外设的时钟。

GPIO 输入输出,外部中断,定时器,串口。

理解了这四个外设,基本就入门了一款MCU。

时钟控制RCC:-4~16M 的外部高速晶振-内部8MHz 的高速RC 振荡器-内部40KHz低速RC 振荡器,看门狗时钟-内部锁相环(PLL,倍频),一般系统时钟都是外部或者内部高速时钟经过PLL 倍频后得到- 外部低速32.768K 的晶振,主要做RTC 时钟源ARM存储器映像:数据字节以小端格式存放在存储器中。

一个字里的最低地址字节被认为是该字的最低有效字节,而最高地址字节是最高有效字节。

存储器映像与寄存器映射:ARM 存储器映像4GB0X0000 00000X1FFF FFFF0X2000 00000X3FFF FFFF0X4000 00000X5FFF FFFF寄存器说明:寄存器名称相对外设基地址的偏移值编号位表读写权限寄存器位功能说明使用C语言封装寄存器:1、总线和外设基地址封装利用地址偏移(1)定义外设基地址(Block2 首地址)(2)定义APB2总线基地址(相对外设基地址偏移固定)(3)定义GPIOX外设基地址(相对APB2总线基地址偏移固定)(4)定义GPIOX寄存器地址(相对GPIOX外设基地址偏移固定)(5)使用 C 语言指针操作寄存器进行读/写//定义外设基地址#define PERIPH_BASE ((unsigned int)0x40000000) 1)//定义APB2 总线基地址#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00010000) 2)//定义GPIOC 外设基地址#define GPIOC_BASE (AHB1PERIPH_BASE + 0x0800) 3)//定义寄存器基地址这里以GPIOC 为例#define GPIOC_CRL *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x00) 4)#define GPIOC_CRH *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x04)#define GPIOC_IDR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x08)#define GPIOC_ODR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x0C)#define GPIOC_BSRR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x10)#define GPIOC_BRR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x14)#define GPIOC_LCKR *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x18)//控制GPIOC 第0 管脚输出一个低电平5)GPIOC_BSRR = (0x01<<(16+0));//控制GPIOC 第0 管脚输出一个高电平GPIOC_BSRR = (0x01<<0);2、寄存器封装利用结构体、外设基地址和寄存器地址偏移typedef unsigned int uint32_t; /*无符号32 位变量*/typedef unsigned short int uint16_t; /*无符号16 位变量*//* GPIO 寄存器列表*/typedef struct{uint32_t CRL; /*GPIO 端口配置低寄存器地址偏移: 0x00 */uint32_t CRH; /*GPIO 端口配置高寄存器地址偏移: 0x04 */uint32_t IDR; /*GPIO 数据输入寄存器地址偏移: 0x08 */uint32_t ODR; /*GPIO 数据输出寄存器地址偏移: 0x0C */uint32_t BSRR; /*GPIO 位设置/清除寄存器地址偏移: 0x10 */uint32_t BRR; /*GPIO 端口位清除寄存器地址偏移: 0x14 */uint16_t LCKR; /*GPIO 端口配置锁定寄存器地址偏移: 0x18 */}GPIO_TypeDef;只要给结构体设置好首地址,就能把结构体内成员的地址确定下来,然后就能以结构体的形式访问寄存器。

举例:将GPIOC0 输出低电平,具体代码如下:GPIO_TypeDef * GPIOx; //定义一个GPIO_TypeDef 型结构体指针GPIOx GPIOx = GPIOC_BASE; //把指针地址设置为宏GPIOC_BASE 地址GPIOx->BSRR =(1<<(16+0)); //通过指针访问并修改GPIOC_BSRR 寄存器为了操作更简便灵活,直接使用宏定义好GPIO_TypeDef 类型的指针,而且指针指向各个GPIO 端口的首地址,那么即可直接用该宏访问寄存器。

具体代码如下:#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)#define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)GPIOC->BSRR = (1<<(16+0));后面实验程序的编写,都是使用ST 公司提供的固件库,已经把STM32 所有外设封装好,只需要调用即可。

GPIO:GPIO引脚具有推挽和开漏两种输出模式,配置引脚输出模式使用GPIOx_CRL 和GPIOx_CRH寄存器。

推挽:输出高电平或低电平,一般选择此模式。

开漏:输出低电平或高阻态,若输出高电平,应外加上拉电阻,实现电平匹配;引脚具有线与关系,应用在I2C等总线通讯电路。

GPIO 工作模式通过GPIO 内部的结构关系,决定了GPIO 可以配置成以下几种模式。

(1)输入模式(模拟、上拉、下拉、浮空)在输入模式时,施密特触发器打开,输出被禁止。

可通过输入数据寄存器GPIOx_IDR 读取I/O 状态。

输入模式可以配置为模拟、上拉、下拉以及浮空模式。

上拉和下拉输入很好理解,默认的电平由上拉或者下拉决定。

浮空输入的电平是不确定的,完全由外部的输入决定,一般接按键的时候可以使用这个模式。

模拟输入则用于ADC 采集。

(2)输出模式(推挽/开漏)在输出模式中,推挽模式时双MOS 管以推挽方式工作,输出数据寄存器GPIOx_ODR 可控制I/O 输出高低电平。

开漏模式时,只有N-MOS 管工作,输出数据寄存器可控制I/O 输出高阻态或低电平。

输出速度可配置,有2MHz\25MHz\50MHz 的选项。

此处的输出速度即I/O 支持的高低电平状态最高切换频率,支持的频率越高,功耗越大,如果功耗要求不严格,把速度设置成最大即可。

在输出模式时,施密特触发器是打开的,即输入可用,通过输入数据寄存器GPIOx_IDR 可读取I/O 的实际状态。

(3)复用功能(推挽/开漏)复用功能模式中,输出使能,输出速度可配置,可工作在开漏及推挽模式,但是输出信号源于其它外设,输出数据寄存器GPIOx_ODR 无效;输入可用,通过输入数据寄存器可获取I/O 实际状态,但一般直接用外设的寄存器来获取该数据信号。

(4)模拟输入输出(上下拉无影响)模拟输入输出模式中,双MOS 管结构被关闭,施密特触发器停用,上/下拉也被禁止。

其它外设通过模拟通道进行输入输出。

通过对GPIO 寄存器写入不同的参数,就可以改变GPIO 的应用模式,再强调一下,要了解具体寄存器时一定要查阅《STM32F1xx 参考手册》中对应外设的寄存器说明。

在GPIO 外设中,通过设置“端口配置寄存器GPIOx_CRL 和GPIOx_CRH”可配置GPIO 的工作模式和输出速度。

CRH 控制端口的高八位,CRL 控制端口的低八位。

STM32固件库:ST 公司推出了一套固件库,内部已经将STM32 的全部外设寄存器的控制封装好,给用户提供一些API 函数,用户只需要学习如何使用这些API 函数即可。

什么是CMSIS 标准?CMSIS标准英文全称是Cortex MicroController Software Interface Standard,翻译为中文意思就是ARM Cortex 微控制器软件接口标准。

库文件之间的关系stm32f10x.h 、system_stm32f10x.h 和system_stm32f10x.c 文件存放在“\STM32最新固件库v3.5\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x”目录下,system_stm32f10x.h 是片上外设接入层系统头文件。

主要是申明设置系统及总线时钟相关的函数。

与其对应的源文件是system_stm32f10x.c。

这个文件里面有一个非常重要的SystemInit()函数申明,这个函数在我们系统启动的时候都会调用,用来设置系统的整个系统和总线时钟。

stm32f10x.h是STM32F10x的头文件,类似于51 单片机的reg.51,在开发STM32F10x 程序的时候基本上都会调用这个头文件,可见其重要性。

此文件内部封装了STM32 的总线、内存和外设寄存器等,同时该文件还包含了一些时钟相关的定义和中断相关定义等。

stm32f10x_ppp.c 文件是STM32 外设的驱动源文件,比如stm32f10x_gpio.c 文件,里面已经封装好操作GPIO 外设底层的内容,提供给我们使用的是一些API函数。

stm32f10x_ppp.h 就是对应的头文件。

还有stm32f10x_rcc.c、misc.c和misc.h文件他们都是存放在“\STM32 最新固件库v3.5\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver”内。

Application.c 文件用于存放用户编写的应用程序,文件名可以根据个人爱好命名。

我们通常会命名为main.c,表示存放我们的主函数代码。

还要将STM32 的启动文件添加进来,否则系统不能启动。

需根据使用的STM32 芯片来选择,因为开发板上使用的是高容量的STM32F1芯片,所以选择startup_stm32f10x_hd.s。

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