STM32软件基础

2021/1/10 学习日志

• STM32f1库函数开发学习
• • 软件基础
  • • 固件库与CMSIS标准
    • 文件夹结构
    • C语言基础
    • STM32系统架构
    • STM32时钟系统

STM32f1库函数开发学习

软件基础

固件库与CMSIS标准

ARM是一个芯片标准设计公司，负责架构设计；
ST、TI是芯片公司，根据ARM公司提供的芯片内核标准(例如Cortex-M3)设计芯片，内核结构都相同，不同在于存储器容量、片上外设、串口数量、控制方法。

• 核内外访问层：ARM公司提供的访问，定义处理器内部寄存器地址及其功能函数
• 中间件访问层：ARM公司提供的访问，定义访问中间件的通用API
• 外设访问层：定义硬件寄存器的地址以及外设的访问函数

简而言之，CMSIS规定了库函数的一些规范，例如系统初始化函数必须叫SystemInit，下拉输出模式必须交GPIO_ResetBits

文件夹结构

一. 官方库文件夹

• USER
  • Template.uvprojx 工程文件
  • main.c 文件
  • system_stm32f10x.c 文件
  • stm32f10x.h
  • stm32f10x_conf.h
  • system_stm32f10x.c/h
  • stm32f10x_it.c/h
  • DebugConfig 自动生成的调试配置文件夹
  • Listings 自动生成的编译中间文件夹(删)
  • Objects 自动生成的编译中间文件夹(删)
• OBJ(隐) 替换自动生成的Listing/Objects文件夹，存放编译过程文件、hex文件
• CORE 官方固件库启动文件
  • core_cm3.c/h
  • startup_stm32f10x_hd.s RCT6 FLASH 256KB，使用大容量类型
• FWLib 存放官方库函数源代码
  • src 存放 .c 文件，每个外设对应一个文件，在工程里选择对应的C文件加入
  • inc 存放 .h 文件，每个外设对应一个文件，在魔术棒里添加头文件路径
• HARDWARE 需要用到的外设代码，例如：
  • LED
  • PWM
• SYSTEM 存放每个实验都要用的共用代码
  • sys
  • usart
  • delay
• README 备注文件

C语言基础

1. 位操作

2. define宏定义

4. ifdef条件编译

5. extern外部变量申明

6. typedef类型别名
   为现有类型创建一个新的名字，或称为类型别名，用来简化变量的定义。

8. 结构体

关于结构体的用法，详见下文：

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结构体的用法

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STM32系统架构

架构图：

• 高速时钟
  • HSI (High Speed Internal)，高速内部时钟，RC振荡器，8MHz
  • HSE (High Speed External)，高速外部时钟，石英/陶瓷谐振器/外部时钟源，4~16MHz
  • PLL (Phase Locked Loop)，锁相环倍频输出，可2~16倍频，最大不超过72MHz
• 低速时钟
  • LSI (Low Speed Internal)，低速内部时钟，RC振荡器，40kHz。独立看门狗只能使用LSI；可作为RTC (Real Time Clock，实时时钟)时钟源
  • LSE (Low Speed External)，低速外部时钟，石英晶体频率32.768kHz，RTC的主要时钟源

时钟图解剖：
A. MCO 是 STM32 的一个时钟输出 IO(PA8)，它可以选择一个时钟信号输出，可以选择为 PLL 输出的 2 分频、HSI、HSE、或者系统时钟。这个时钟可以用来给外部其他系统提供时钟源。

B. RTC 时钟源，从图上可以看出，RTC 的时钟源可以选择 LSI，LSE，以及HSE 的 128 分频。

C. 此处 USB 的时钟是来自 PLL 时钟源。STM32 中有一个全速功能的 USB 模块，其串行接口引擎需要一个频率为 48MHz 的时钟源。该时钟源只能从 PLL 输出端获取，可以选择为 1.5 分频或者 1 分频，也就是，当需要使用 USB模块时，PLL 必须使能，并且时钟频率配置为 48MHz 或 72MHz。

D. STM32 的系统时钟 SYSCLK，它是供 STM32 中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为 PLL 输出、HSI 或者 HSE，最大频率为 72MHz，可以超频，不过为了系统稳定性不建议超频。

E. 其他所有外设。从时钟图上可以看出，其他所有外设的时钟最终来源都是 SYSCLK。SYSCLK 通过 AHB 分频器分频后送给各模块使用。这些模块包括：

① AHB 总线、内核、内存和 DMA 使用的 HCLK 时钟。
② 通过 8 分频后送给 Cortex 的系统定时器时钟，也就是 systick 了。
③ 直接送给 Cortex 的空闲运行时钟 FCLK。
④ 送给 APB1 分频器。APB1 分频器输出一路供 APB1 外设使用(PCLK1，最大频率 36MHz)，另一路送给定时器(Timer) 2、3、4 倍频器使用。
⑤ 送给 APB2 分频器。APB2 分频器分频输出一路供 APB2 外设使用(PCLK2，最大频率 72MHz)，另一路送给定时器(Timer) 1 倍频器使用。

APB1 和 APB2 的区别
APB1 上面连接的是低速外设，包括电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3 等等

APB2 上面连接的是高速外设，包括 UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通 IO 口(PA~PE)、第二功能 IO 口等

STM32时钟系统的配置除了初始化的时候在 system_stm32f10x.c 中的 SystemInit() 函数中之外，其他的配置主要在 stm32f10x_rcc.c 文件里。

来源：Chorgy