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STM32學習筆記 第二章 STM32資源介紹

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摘要：總線掛載的外設有等。外設地址映射片上外設區分為三條總線，根據外設速度的不同，不同總線掛載著不同的外設，掛載低速外設，和掛載高速外設。

第二章 STM32資源介紹

2.1 芯片選型

STM32-F1系列（如圖2-1）：
基礎型，主頻為72M（內核為cortex-M3），CPU位數=32。
我們所用的芯片是STM32F103vet6
STM32表示產品的類型，以STM32F103VET6為例
F表示通用系列的子系列
103代表增強型系列
V代表的引腳數100引腳
E代表內嵌flash數6代表32K字節Flash，8代表64K字節Flash，B代表128K字節Flash，C代表256K字節Flash，D代表384K字節Flash，E代表512K字節Flash。
T代表封裝其中H代表BGA封裝，T代表LQFP封裝，U代表VFQFPN封裝。
6這一項代表工作溫度范圍，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃。

圖2-1
APB1總線掛載的外設有：DAC、PWR、BKP、bxCAN、USB、I2C2、I2C1、UART5、UART4、USART3、USART2、SPI3/I2S、SPI2/I2S、IWDG、WWDG、RTC、TIM7、TIM6、TIM5、TIM4、TIM3、TIM2等。
APB2總線掛載的外設有：ADC1、ADC2、ADC3、USART1、SPI1、TIM1、TIM8、GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD、GPIOE、GPIOF、GPIOG、EXT、IAFIO等。
APB1：
DAC:數模轉化
PWR：電源功耗控制
BKP：備份數據
BxCAN：CAN總線是一種通信方式。STM32主要負責程序的運行,而CAN總線只是一種通信協議。STM32之間的通信可以通過CAN總線進行數據交換
USB 虛擬接口
I2C 串行通信協議，i2c接口
UART 調試串口
USART通用同步/異步接收器
SPI串行外設接口
IWDG獨立看門狗
WWDG 窗口看門狗
RTC實時時鐘
TIM 定時器
APB2:
ADC模數轉換
GPIO(abcdef)
EXT 外部中斷事件控制器

2.2 STM32存儲映射

存儲器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH，RAM，外設，BOOTBLOCK等進行統一編址。即用地址來表示對象。這個地址絕大多數是由廠家規定好的，用戶只能用而不能改。用戶只能在掛外部RAM或FLASH的情況下可進行自定義。

圖2-2
存儲器Block0內部區域功能劃分
①選項字節：用于配置讀寫保護、BOR級別、軟件/硬件看門狗以及器件處于待機或停止模式下的復位。當芯片不小心被鎖住之后，我們可以從RAM 里面啟動來修改這部分相應的寄存器位。地址范圍為：0x1FFF F800 - 0x1FFF F80F。
②系統存儲器：里面存的是ST出廠時燒寫好的isp自舉程序（即Bootloader），用戶無法改動。串口下載的時候需要用到這部分程序。地址范圍為：0x1FFF F000- 0x1FFF F7FF。
③FLASH：我們的程序就放在這里。地址范圍為：0x0800 0000 ~ 0x0807 FFFF (512KB)。
④取決于BOOT引腳，為FLASH、系統存儲器、SRAM的別名。地址范圍為：0x0000 0000 ~ 0x0007 FFFF。
⑤其他為預留。
儲存器Block1內部區域功能劃分
Block1用于設計片內的SRAM。我們使用的STM32F103VET6芯片的 SRAM是64KB，Block1內部區域的功能劃分SRAM（64KB）地址范圍為：0x2000 0000 ~0x2000 FFFF，其他預留。
內部 SRAM 區的大小是 512MB，用于讓芯片制造商連接片上的SRAM，這個區通過系統總線來訪問。在這個區的下部，有一個1MB的區間，被稱為“位帶區”。該位帶區還有一個對應的、32MB的“位帶別名(alias)區”，容納了8M個“位變量”（對比8051的只有128個位變量）。位帶區對應的是最低的1MB地址范圍，而位帶別名區里面的每個字對應位帶區的一個比特。位帶操作只適用于數據訪問，不適用于取指。通過位帶的功能，可以把多個布爾型數據打包在單一的字中，卻依然可以從位帶別名區中，像訪問普通內存一樣地使用它們。
儲存器Block2內部區域功能劃分：
Block2用于設計片內的外設，根據外設的總線速度不同，Block被分成了 APB（APB1和APB2）和AHB兩部分，Block2內部區域功能劃分：
①APB1總線外設，地址范圍為:0x4000 0000 ~ 0x4000 77FF；
②APB2總線外設，地址范圍為:0x4001 0000 ~ 0x4001 3FFF；
③AHB總線外設，地址范圍為:0x4001 8000 ~ 0x5003 FFFF；
存儲器Block2是片上外設區域，它們以四個字節為一個單元，共32bit，每一個單元對應不同的功能，當我們控制這些單元時就可以驅動外設工作。
如果直接驅動地址的話會非常麻煩并且不具有通用性。
比如GPIOB端口的輸出數據寄存器ODR的地址是0x4001 0C0C，寄存器是32bit，低16bit有效，對應著16個外部 IO，寫0/1對應的的IO則輸出低/高電平。

2.3 STM32外設地址映射

片上外設區分為三條總線，根據外設速度的不同，不同總線掛載著不同的外設，APB1掛載低速外設，APB2和AHB掛載高速外設。

圖2-3

圖2-4

圖2-5

圖2-6

圖2-7

寄存器地址 = 基地址 + 偏移地址
GPIOB_CRL = 0x4001 0C 00UL
GPIOB_CRH = 0x4001 0C 04UL
GPIOB_IDR = 0x4001 0C 08UL
GPIOB_ODR = 0x4001 0C 0CUL
GPIOB_BSRR = 0x4001 0C 10UL
GPIOB_BRR = 0x4001 0C 14UL
GPIOB_LCKR = 0x4001 0C 18UL
由此推出
GPIOA_CRL =0x4001 08 00UL
GPIOC_CRL =0x4001 10 00UL
…
c語言最小類型：字節類型，位bit，32bit=4字節
連續存儲節省空間
定義的結構體和寄存器大小一一對應，將基地址與結構體綁定，操作結構體相當于操作寄存器
結構體指針用‘->’賦值，普通變量用‘.’賦值，在程序中多用指針尋址，需認真學習
HES外部高速時鐘，HSI內部高速時鐘

2.4 STM32第一個例程

2.4.1 Cube MX建立工程

圖2-8

圖2-9

圖2-10

圖2-11

圖2-12

圖2-13 配置內部時鐘

圖2-14
點擊右上角：GENERATE CODE生成項目文件

2.4.2程序編寫

源碼（點亮LED燈，LED1閃爍）：

    //主程序部分    /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1)  {		Scan_keys();    /* USER CODE END WHILE */    /* USER CODE BEGIN 3 */		HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);		HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);		HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);	    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);		HAL_Delay(500);		HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);		HAL_Delay(500);  }  /* USER CODE END 3 */    注：需要注意代碼規范，將代碼寫在/* USER CODE BEGIN 1 */ /* USER CODE END1 */ 里，否則更改CubeMX時注釋塊之外的內容會被刪除

代碼釋義：
兩個GPIO輸出的HAL庫函數
1、GPIO電平輸出HAL庫函數
void HAL_GPIO_WritePin（GPIO_TypeDefGPIOx,unit16_tGPIO_Pin,GPIO_PinState PinState);
三個參數：
GPIOx：目標引腳端口號
GPIO_pin:目標引腳引腳號
PinState：高電平—GPIO_PIN_SET;
低電平—GPIO_PIN_RESET;
2、GPIO電平翻轉HAL庫函數
void HAL_GPIO_TogglePin（GPIO_TypeDefGPIOx,unit16_tGPIO_Pin);

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