- 瑞瑞爱吃桃
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一、位带操作
在学习51单片机的时候就使用过位操作,通过关键字sbit对单片机IO口进行位定义。但是stm32没有这样的关键字,而是通过访问位带别名区来实现,即将每个比特位膨胀成一个32位字,通过位带别名区指针指向位带区内容。
支持位带操作的两个内存区的范围是:
0x2000_0000‐0x200F_FFFF(SRAM 区中的最低 1MB)
0x4000_0000‐0x400F_FFFF(片上外设区中的最低 1MB)
位带别名区地址=(A&0xF0000000)+0x2000000+(A&0xFFFFF)
其中A为位带区地址,n为该字节的第几位。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子:
1. 在地址 0x20000000 处写入 0x3355AACC
2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000,并提取比特 2,值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的),把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000,将返回 0x3355AAC8(bit[2]已清零)。
注:如果用到位带操作,可以把各个引脚进行位带宏定义,封装在一个头文件里,方便使用引脚。
二、中断
中断其实就是当CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中段子程序)。下面是中断的示意图。
部分中断可屏蔽,部分中断不可屏蔽,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字,分别控制抢占优先级和响应优先级。只有当抢占优先级相同时,响应优先级高低决定哪个中断被处理(响应式优先级的高低没法中断正在执行的中断程序)。
stm32中的NVIC(嵌套向量中断控制器)属于内核的一个外设,控制着芯片的中断相关功能。
注:中断和事件的区别:
可以这样简单的认为,事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道,不要软件的参与,降低了CPU的负荷,节省了中断资源,提高了响应速度(硬件总快于软件),是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。
三、printf重定向
我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器,如果要实现在串口或者LCD上显示,必须重定义标准库函数里调用与输出设备相关的函数。一般是在fputc函数里把输出对象改为指向串口或者LCD,这一过程叫做重定向。
四、随机数发生器RNG
STM32F4芯片内部含有一个硬件随机数发生器(RNG),RNG处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器,提供了一个32位的随机数。使能后,需要检查标志位,判断其是否稳定,稳定后才能使用。RNG结构图如下图所示:
五、AD/DA
STM32的ADC模块,请允许我用如此通俗的语言:普通话 来介绍STM32ADC模块的特色
1、1MHz转换速率、12位转换结果(12位、记住这个12位哈、因为2^12=4096 ,也请记住4096哈)
STM32F103系列:
在56MHz时转换时间为:1μs
在72MHz时转换时间为:1.17μs
2、转换范围:0~3.3V (3.3v---->当你需要将采集的数据用电压来显示的话:设你采集的数据为:x[0~4095],此时的计算公式就为:(x / 4096) * 3.3))
3、ADC供电要求:2.4V~3.6 V(可千万别接到 5V 的石榴裙子底下呀)
4、ADC输入范围:VREF-≤ VIN ≤VREF+ (VREF+和VREF-只有LQFP100封装才有)
5、双重模式(带2个ADC的设备): 8种转换模式
6、最多有18个通道:16个外部通道,2个内部通道:连接到温度传感器和内部参考电压(VREFINT = 1.2V)。通道可以分为规则通道和注入通道,其中规则通道组最多有16路,是一种规规矩矩的通道,具有DMA功能,而注入通道组最多有4路,转换过程中可以中断,还可以在规则通道转换过程中插队。
其转换步骤如下:
u2022 使能端口时钟和ADC时钟
u2022 设置ADC通道控制器CCR(ADC模式(独立、双重、三重)、输入时钟分频等)
u2022 初始化ADC(分辨率、转换模式(单次、连续)、数据对齐方式等)
u2022 开启ADC
u2022 读取ADC转换值
测交流电信号要把交流电分压到5V 以内,再把负半周提升到零点以上,用运放做一个加法器(有专用交流电检测用的高精度运放,好像是MCP的),把零点抬高到2.5V,这样最低点也大于零,最高点不超过5V ,再用单片机在交流电一周期内采40个点,存入内存,计算出各离散值的均方根就是交流电的有效值。
或者把交流信号经(电压跟随器 + 全波整流 ),将负半周期信号反转到正半轴,得到半波交流信号,再用ADC进行测量。
我们来看看STM32之DAC的Resume(简历简介):
● 2个DAC转换器:每个转换器对应1个输出通道
● 8位或者12位单调输出
● 12位模式下数据左对齐或者右对齐
● 同步更新功能
● 噪声波形生成
● 三角波形生成
● 双DAC通道同时或者分别转换
● 每个通道都有DMA功能
● 外部触发转换
● 输入参考电压VREF+
注:PWM+RC滤波可以模拟DAC的输出方式。
在对DAC的输出频率要求不是太高的情况下,我们一般可以采用PWM+二阶RC滤波来模拟DAC,进行输出。PWM的占
空比来模拟幅值,二阶RC低通滤波电路用来截止谐波(一般只考虑基波即可),通过直流,具体详情如下:
在8位分辨条件下,我们一般要求1次谐波对输出电压的影响不要超过1个位的精度,也就是3.3/256=0.01289V。假设VH为3.3V,VL为0V,那么一次谐波的最大值是2*3.3/π=2.1V,这就要求我们的RC滤波电路提供至少-20lg(2.1/0.01289)=-44dB的衰减。STM32的定时器最快的计数频率是168Mhz,部分定时器只有84MHz,以84M为例,8为分辨率的时候,PWM频率为84M/256=328.125Khz。如果是1阶RC滤波,则要求截止频率为2.07Khz,如果为2阶RC滤波,则要求截止频率为26.14Khz。
1、PWM频率为328.125Khz,那么一次谐波频率就是328.125Khz;
2、1阶RC滤波,幅频特性为:-10lg[1+(f/fp)^2];fp为截止频率。
所以对一阶滤波来说,要达到-44dB的衰减,必须-10lg[1+(f/fp)^2]=-44; 得到f/fp=158.486,即fp=328.125/158.486=2.07Khz。
3、2阶RC滤波,幅频特性为:-20lg[1+(f/fp)^2];fp为截止频率。
所以对二阶滤波来说,要达到-44dB的衰减,必须-20lg[1+(f/fp)^2]=-44; 得到f/fp=12.549,即fp=328.125/12.549=26.14Khz。
得到截止频率以后,我们可以紧接着求出R、C的值。如下图所示,R35*C68=R36*C69,fp=1/2πRC。
六、DMA
DMA,全称为:Direct Memory Access,即直接存储器访问。DMA传输方式无需CPU 直接控制传输,也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程,通过硬件为RAM 与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路,能使CPU 的效率大为提高。
STM32F4中 有两个DMA,每个DMA控制器对应8个数据流,每个数据流又对应8个通道,其映射图如下图所示。DMA挂载的时钟为AHB总线,其时钟为72Mhz,所以可以实现高速数据搬运。
DMA的结构框图如下图所示,可以看出DMA各数据流需要仲裁优先级,且拥有FIFO先进先出缓存区(解决目标地址和原地址数据宽度不一致的情况)。
七、高性能计算能力
如下图所示,stm32F4自带DSP处理器,我们可以采用DSP库函数进行浮点运算等计算问题。
我们平常所使用的CPU为定点CPU,意思是进行整点数值运算的CPU。当遇到形如1.1+1.1的浮点数运算时,定点CPU就遇到大难题了。对于32位单片机,利用Q化处理能发挥他本身的性能,但是精度和速度仍然不会提高很多。
现在设计出了一个新的CPU,叫做FPU,这个芯片专门处理浮点数的运算,这样处理器就将整点数和浮点数分开来处理,整点数交由定点CPU处理而浮点数交由FPU处理。我们见到过TI的DSP,还有STM32F4系列的带有DSP功能的微控制器。前者笔者没有用过,不作评论,而后者如果需要用到FPU的浮点运算功能,必须要进行一些必要的设置。
八、加密
采用加密处理器CRYP,下面是CRYP的结构框图。
加密算法有AES加解密算法、DES/TDES加解密算法等
九、ART加速
由于生产工艺的限制,当CPU主频显著提高时,Flash的存取速度却只能处于一个较低的水平。
STM32F4有存储器加速器(ART),可以使 CPU 频率高达 168 MHz 时在闪存中以 0 个等待周期执行程序。其秘密在于,STM32内部的Flash我记得是128bit的。这样每次读取时ART会把后面3条指令放到队列里。而Flash等待为5WS的话,每执行4条指令则必须停一次,再继续执行后4条指令。反正是性能跟同频的X86差不多顶个70%的样子(指Dothan处理器,纯逻辑运算)。超频我最高测过250MHz,还算比较稳定,结果没出错。再高结果就不对了。
- 陶小凡
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在学习51单片机的时候就使用过位操作,通过关键字sbit对单片机IO口进行位定义。但是stm32没有这样的关键字,而是通过访问位带别名区来实现,即将每个比特位膨胀成一个32位字,通过位带别名区指针指向位带区内容。
支持位带操作的两个内存区的范围是:
0x2000_0000‐0x200F_FFFF(SRAM 区中的最低 1MB)
0x4000_0000‐0x400F_FFFF(片上外设区中的最低 1MB)
位带别名区地址=(A&0xF0000000)+0x2000000+(A&0xFFFFF)
其中A为位带区地址,n为该字节的第几位。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子:
1. 在地址 0x20000000 处写入 0x3355AACC
2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000,并提取比特 2,值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的),把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000,将返回 0x3355AAC8(bit[2]已清零)。
注:如果用到位带操作,可以把各个引脚进行位带宏定义,封装在一个头文件里,方便使用引脚。
二、中断
中断其实就是当CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中段子程序)。下面是中断的示意图。
部分中断可屏蔽,部分中断不可屏蔽,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字,分别控制抢占优先级和响应优先级。只有当抢占优先级相同时,响应优先级高低决定哪个中断被处理(响应式优先级的高低没法中断正在执行的中断程序)。
stm32中的NVIC(嵌套向量中断控制器)属于内核的一个外设,控制着芯片的中断相关功能。
注:中断和事件的区别:
可以这样简单的认为,事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道,不要软件的参与,降低了CPU的负荷,节省了中断资源,提高了响应速度(硬件总快于软件),是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。
三、printf重定向
我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器,如果要实现在串口或者LCD上显示,必须重定义标准库函数里调用与输出设备相关的函数。一般是在fputc函数里把输出对象改为指向串口或者LCD,这一过程叫做重定向。
四、随机数发生器RNG
STM32F4芯片内部含有一个硬件随机数发生器(RNG),RNG处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器,提供了一个32位的随机数。使能后,需要检查标志位,判断其是否稳定,稳定后才能使用。RNG结构图如下图所示:
五、AD/DA
STM32的ADC模块,请允许我用如此通俗的语言:普通话 来介绍STM32ADC模块的特色
1、1MHz转换速率、12位转换结果(12位、记住这个12位哈、因为2^12=4096 ,也请记住4096哈)
STM32F103系列:
在56MHz时转换时间为:1μs
在72MHz时转换时间为:1.17μs
2、转换范围:0~3.3V (3.3v---->当你需要将采集的数据用电压来显示的话:设你采集的数据为:x[0~4095],此时的计算公式就为:(x / 4096) * 3.3))
3、ADC供电要求:2.4V~3.6 V(可千万别接到 5V 的石榴裙子底下呀)
4、ADC输入范围:VREF-≤ VIN ≤VREF+ (VREF+和VREF-只有LQFP100封装才有)
5、双重模式(带2个ADC的设备): 8种转换模式
6、最多有18个通道:16个外部通道,2个内部通道:连接到温度传感器和内部参考电压(VREFINT = 1.2V)。通道可以分为规则通道和注入通道,其中规则通道组最多有16路,是一种规规矩矩的通道,具有DMA功能,而注入通道组最多有4路,转换过程中可以中断,还可以在规则通道转换过程中插队。
其转换步骤如下:
u2022 使能端口时钟和ADC时钟
u2022 设置ADC通道控制器CCR(ADC模式(独立、双重、三重)、输入时钟分频等)
u2022 初始化ADC(分辨率、转换模式(单次、连续)、数据对齐方式等)
u2022 开启ADC
u2022 读取ADC转换值
测交流电信号要把交流电分压到5V 以内,再把负半周提升到零点以上,用运放做一个加法器(有专用交流电检测用的高精度运放,好像是MCP的),把零点抬高到2.5V,这样最低点也大于零,最高点不超过5V ,再用单片机在交流电一周期内采40个点,存入内存,计算出各离散值的均方根就是交流电的有效值。
或者把交流信号经(电压跟随器 + 全波整流 ),将负半周期信号反转到正半轴,得到半波交流信号,再用ADC进行测量。
我们来看看STM32之DAC的Resume(简历简介):
● 2个DAC转换器:每个转换器对应1个输出通道
● 8位或者12位单调输出
● 12位模式下数据左对齐或者右对齐
● 同步更新功能
● 噪声波形生成
● 三角波形生成
● 双DAC通道同时或者分别转换
● 每个通道都有DMA功能
● 外部触发转换
● 输入参考电压VREF+
注:PWM+RC滤波可以模拟DAC的输出方式。
在对DAC的输出频率要求不是太高的情况下,我们一般可以采用PWM+二阶RC滤波来模拟DAC,进行输出。PWM的占
空比来模拟幅值,二阶RC低通滤波电路用来截止谐波(一般只考虑基波即可),通过直流,具体详情如下:
在8位分辨条件下,我们一般要求1次谐波对输出电压的影响不要超过1个位的精度,也就是3.3/256=0.01289V。假设VH为3.3V,VL为0V,那么一次谐波的最大值是2*3.3/π=2.1V,这就要求我们的RC滤波电路提供至少-20lg(2.1/0.01289)=-44dB的衰减。STM32的定时器最快的计数频率是168Mhz,部分定时器只有84MHz,以84M为例,8为分辨率的时候,PWM频率为84M/256=328.125Khz。如果是1阶RC滤波,则要求截止频率为2.07Khz,如果为2阶RC滤波,则要求截止频率为26.14Khz。
1、PWM频率为328.125Khz,那么一次谐波频率就是328.125Khz;
2、1阶RC滤波,幅频特性为:-10lg[1+(f/fp)^2];fp为截止频率。
所以对一阶滤波来说,要达到-44dB的衰减,必须-10lg[1+(f/fp)^2]=-44; 得到f/fp=158.486,即fp=328.125/158.486=2.07Khz。
3、2阶RC滤波,幅频特性为:-20lg[1+(f/fp)^2];fp为截止频率。
所以对二阶滤波来说,要达到-44dB的衰减,必须-20lg[1+(f/fp)^2]=-44; 得到f/fp=12.549,即fp=328.125/12.549=26.14Khz。
得到截止频率以后,我们可以紧接着求出R、C的值。如下图所示,R35*C68=R36*C69,fp=1/2πRC。
六、DMA
DMA,全称为:Direct Memory Access,即直接存储器访问。DMA传输方式无需CPU 直接控制传输,也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场的过程,通过硬件为RAM 与I/O设备开辟一条直接传送数据的通路,能使CPU 的效率大为提高。
STM32F4中 有两个DMA,每个DMA控制器对应8个数据流,每个数据流又对应8个通道,其映射图如下图所示。DMA挂载的时钟为AHB总线,其时钟为72Mhz,所以可以实现高速数据搬运。
DMA的结构框图如下图所示,可以看出DMA各数据流需要仲裁优先级,且拥有FIFO先进先出缓存区(解决目标地址和原地址数据宽度不一致的情况)。
七、高性能计算能力
如下图所示,stm32F4自带DSP处理器,我们可以采用DSP库函数进行浮点运算等计算问题。
我们平常所使用的CPU为定点CPU,意思是进行整点数值运算的CPU。当遇到形如1.1+1.1的浮点数运算时,定点CPU就遇到大难题了。对于32位单片机,利用Q化处理能发挥他本身的性能,但是精度和速度仍然不会提高很多。
现在设计出了一个新的CPU,叫做FPU,这个芯片专门处理浮点数的运算,这样处理器就将整点数和浮点数分开来处理,整点数交由定点CPU处理而浮点数交由FPU处理。我们见到过TI的DSP,还有STM32F4系列的带有DSP功能的微控制器。前者笔者没有用过,不作评论,而后者如果需要用到FPU的浮点运算功能,必须要进行一些必要的设置。
八、加密
采用加密处理器CRYP,下面是CRYP的结构框图。
加密算法有AES加解密算法、DES/TDES加解密算法等
九、ART加速
由于生产工艺的限制,当CPU主频显著提高时,Flash的存取速度却只能处于一个较低的水平。
STM32F4有存储器加速器(ART),可以使 CPU 频率高达 168 MHz 时在闪存中以 0 个等待周期执行程序。其秘密在于,STM32内部的Flash我记得是128bit的。这样每次读取时ART会把后面3条指令放到队列里。而Flash等待为5WS的话,每执行4条指令则必须停一次,再继续执行后4条指令。反正是性能跟同频的X86差不多顶个70%的样子(指Dothan处理器,纯逻辑运算)。超频我最高测过250MHz,还算比较稳定,结果没出错。再高结果就不对了。
- ardim
- 黑桃花
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,通过关键字sbit对单片机IO口进行位定义。但是stm32没有这样的关键字,而是通过访问位带别名区来实现,即将每个比特位膨胀成一个32位字,通过位带别名区指针指向位带区内容。
支持位带操作的两个内存区的范围是:
0x2000_0000‐0x200F_FFFF(SRAM 区中的最低 1MB)
0x4000_0000‐0x400F_FFFF(片上外设区中的最低 1MB)
位带别名区地址=(A&0xF0000000)+0x2000000+(A&0xFFFFF)
其中A为位带区地址,n为该字节的第几位。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子:
1. 在地址 0x20000000 处写入 0x3355AACC
2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000,并提取比特 2,值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的),把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000,将返回 0x3355AAC8(bit[2]已清零)。
注:如果用到位带操作,可以把各个引脚进行位带宏定义,封装在一个头文件里,方便使用引脚。
二、中断
中断其实就是当CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中段子程序)。下面是中断的示意图。
stm32之内部功能
部分中断可屏蔽,部分中断不可屏蔽,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字,分别控制抢占优先级和响应优先级。只有当抢占优先级相同时,响应优先级高低决定哪个中断被处理(响应式优先级的高低没法中断正在执行的中断程序)。
stm32中的NVIC(嵌套向量中断控制器)属于内核的一个外设,控制着芯片的中断相关功能。
注:中断和事件的区别:
可以这样简单的认为,事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道,不要软件的参与,降低了CPU的负荷,节省了中断资源,提高了响应速度(硬件总快于软件),是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。
三、printf重定向
我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器,如果要实现在串口或者LCD上显示,必须重定义标准库函数里调用与输出设备相关的函数。一般是在fputc函数里把输出对象改为指向串口或者LCD,这一过程叫做重定向。
四、随机数发生器RNG
STM32F4芯片内部含有一个硬件随机数发生器(RNG),RNG处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器,提供了一个32位的随机数。使能后,需要检查标志位,判断其是否稳定,稳定后才能使用。RNG结构图如下图所示:
stm32之内部功能
五、AD/DA
STM32的ADC模块,请允许我用如此通俗的语言:普通话 来介绍STM32ADC模块的特色
1、1MHz转换速率、12位转换结果(12位、记住这个12位哈、因为2^12=4096 ,也请记住4096哈)
STM32F103系列:
在56MHz时转换时间为:1μs
在72MHz时转换时间为:1.17μs
2、转换范围:0~3.3V (3.3v---->当你需要将采集的数据用电压来显示的话:设你采集的数据为:x[0~4095],此时的计算公式就为:(x / 4096) * 3.3))
3、ADC供电要求:2.4V~3.6 V(可千万别接到 5V 的石榴裙子底下呀)
4、ADC输入范围:VREF-≤ VIN ≤VREF+ (VREF+和VREF-只有LQFP100封装才有)
5、双重模式(带2个ADC的设备): 8种转换模式
6、最多有18个通道:16个外部通道,2个内部通道:连接到温度传感器和内部参考电压(VREFINT = 1.2V)。通道可以分为规则通道和注入通道,其中规则通道组最多有16路,是一种规规矩矩的通道,具有DMA功能,而注入通道组最多有4路,转换过程中可以中断,还可以在规则通道转换过程中插队。
其转换步骤如下:
u2022 使能端口时钟和ADC时钟
u2022 设置ADC通道控制器CCR(ADC模式(独立、双重、三重)、输入时钟分频等)
u2022 初始化ADC(分辨率、转换模式(单次、连续)、数据对齐方式等)
u2022 开启ADC
u2022 读取ADC转换值
测交流电信号要把交流电分压到5V 以内,再把负半周提升到零点以上,用运放做一个加法器(有专用交流电检测用的高精度运放,好像是MCP的),把零点抬高到2.5V,这样最低点也大于零,最高点不超过5V ,再用单片机在交流电一周期内采40个点,存入内存,计算出各离散值的均方根就是交流电的有效值。
或者把交流信号经(电压跟随器 + 全波整流 ),将负半周期信号反转到正半轴,得到半波交流信号,再用ADC进行测量。
- meira
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stm32内部功能最强的定气是高级定时器,STM32F207一共10个通用定时器,2个高级定时器,2个基本定时器。不同寄存器具有不同的参数,位数的区别,计数模式的区别,DMA请求的区别,通道得的区别,互补输出的区别和其他。在具体项目中选择哪个定时器,需要看具体的应用场景。
- Ntou123
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stm32没有这样的关键字,而是通过访问位带别名区来实现,即将每个比特位膨胀成一个32位字,通过位带别名区指针指向位带区内容。
支持位带操作的两个内存区的范围是:
0x2000_0000‐0x200F_FFFF(SRAM 区中的最低 1MB)
0x4000_0000‐0x400F_FFFF(片上外设区中的最低 1MB)
位带别名区地址=(A&0xF0000000)+0x2000000+(A&0xFFFFF)
其中A为位带区地址,n为该字节的第几位。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子:
1. 在地址 0x20000000 处写入 0x3355AACC
2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000,并提取比特 2,值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的),把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000,将返回 0x3355AAC8(bit[2]已清零)。
注:如果用到位带操作,可以把各个引脚进行位带宏定义,封装在一个头文件里,方便使用引脚。
二、中断
中断其实就是当CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中段子程序)。下面是中断的示意图。
stm32之内部功能
部分中断可屏蔽,部分中断不可屏蔽,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字,分别控制抢占优先级和响应优先级。只有当抢占优先级相同时,响应优先级高低决定哪个中断被处理(响应式优先级的高低没法中断正在执行的中断程序)。
stm32中的NVIC(嵌套向量中断控制器)属于内核的一个外设,控制着芯片的中断相关功能。
注:中断和事件的区别:
可以这样简单的认为,事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道,不要软件的参与,降低了CPU的负荷,节省了中断资源,提高了响应速度(硬件总快于软件),是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。
三、printf重定向
我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器,如果要实现在串口或者LCD上显示,必须重定义标准库函数里调用与输出设备相关的函数。一般是在fputc函数里把输出对象改为指向串口或者LCD,这一过程叫做重定向。
- 寸头二姐
-
学习51单片机的时候就使用过位操作,通过关键字sbit对单片机IO口进行位定义。但是stm32没有这样的关键字,而是通过访问位带别名区来实现,即将每个比特位膨胀成一个32位字,通过位带别名区指针指向位带区内容。
支持位带操作的两个内存区的范围是:
0x2000_0000‐0x200F_FFFF(SRAM 区中的最低 1MB)
0x4000_0000‐0x400F_FFFF(片上外设区中的最低 1MB)
位带别名区地址=(A&0xF0000000)+0x2000000+(A&0xFFFFF)
其中A为位带区地址,n为该字节的第几位。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子:
1. 在地址 0x20000000 处写入 0x3355AACC
2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000,并提取比特 2,值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的),把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000,将返回 0x3355AAC8(bit[2]已清零)。
注:如果用到位带操作,可以把各个引脚进行位带宏定义,封装在一个头文件里,方便使用引脚。
二、中断
中断其实就是当CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中段子程序)。下面是中断的示意图。
stm32之内部功能
部分中断可屏蔽,部分中断不可屏蔽,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字,分别控制抢占优先级和响应优先级。只有当抢占优先级相同时,响应优先级高低决定哪个中断被处理(响应式优先级的高低没法中断正在执行的中断程序)。
stm32中的NVIC(嵌套向量中断控制器)属于内核的一个外设,控制着芯片的中断相关功能。
注:中断和事件的区别:
可以这样简单的认为,事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道,不要软件的参与,降低了CPU的负荷,节省了中断资源,提高了响应速度(硬件总快于软件),是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。
三、printf重定向
我们知道C语言中printf函数默认输出设备是显示器,如果要实现在串口或者LCD上显示,必须重定义标准库函数里调用与输出设备相关的函数。一般是在fputc函数里把输出对象改为指向串口或者LCD,这一过程叫做重定向。
四、随机数发生器RNG
STM32F4芯片内部含有一个硬件随机数发生器(RNG),RNG处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器,提供了一个32位的随机数。使能后,需要检查标志位,判断其是否稳定,稳定后才能使用。
- 可桃可挑
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单片机是一种微型计算机的简称(MCU(MicrbControl Unit)),在互联网时代我们每个人都有一台属于自己计算机,计算机中包括CPU、RAM、ROM、I/O这些都是单独的芯片,然后把些芯片集成在一个电路板上,组成了我们的电脑主板,通过主板的扩展装成电脑。单片机相当于一台小型的电脑将这些东西集中在了一个芯片上。单片机中有8位的如51单片机、16位的如MSP430、32位的如STM32、ESP32还有更高的64位的单片机只是我们平时很少用到,这个位数一般来说指的是内核(CPU)一次处理的数据宽度。也就是说单片机的计算速度快慢取决于位数的多少,位数越高性能也就越强悍。
STM32是意法半导体公司(ST)推出一款32位的单片机。虽然STM32价格一直在涨但是也不影响很多开发者对它的追捧,它具有超多的外设、丰富的型号、优异的实时性、等优势。STM32凭借其产品线的多样化、比较简单的库开发方式赢得了开发者的喜爱。
STM32芯片内部可以大致的分为两部分:内核+片上外设。我们拿电脑做比较,内核与片上外设和电脑的CPU与主板、内存、显卡、硬盘这些外部硬件的关系一样。
ARM公司只设计内核不生产芯片,它主要做的事情就是将有关内核的技术授权给各半导体厂商生产使用例如ST、TI、
大多数厂商都是以这个内核为基础去设计自己芯片上外设如SRAM、ROM、FLASH、USART、GPIO等,然后把这些外设集成到一个硅片上,就组成了我们现在所使用的芯片。
芯片内部架构如下图所示:
说到这里我们知道芯片内部内核和外设分别由两个公司设计的,那他们要做到协同高效的工作,就必须有沟通的桥梁,这个桥梁就是总线。同样的计算机也有五大组成部分运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备它们之间的通信靠的就是总线。单片机就是一个小型的计算机,所以他内部的连接通信也是靠总线。
STM32内部一共有11条总线:
在单片机开发中,我们都要写程序然后烧入到芯片里面就可以实现控制。那么我们写的程序如何做到能控制我们的单片机工作的呢?是通过控制一个叫做寄存器东西,其实不管我们用库开发还是寄存器开发我们本质上就是在控制寄存器上的每个位的通断,因为每个寄存器都有特定的功能。相当于每个外设都会有对应的寄存器来控制它。
STM的选型
ST主要有两大系列的产品分别是STM8和STM32。STM8主要针对于低成本,对主频要求比较低、运算速度要求不是很高的低端市场。STM32主要应用于项目对主频要求较高、运算速度比较快、实时性好的中高端市场。STM32有很多产品大致划分可分为主流MCU、高性能MCU、低功耗MCU。其中主流MCU如STM32F1系列、高性能MCU如STM32F4、STM32F7系列、低功耗MCU如STM32L0系列。并且每个系列产品下面还会根据闪存容量、外设数量、封装大小分为很多种类。价格上也存在一定的差异。
STM32型号的说明:以STM32F103RBT6这个型号的芯片为例,该型号的组成为7个部分,其命名规则如下:
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TIMER 的基本应用原理、常规应用等。现在将课程内容整理为文章,针对STM32定时器有基本了解的用户,分享具体的应用实现环节及常见问题解决。
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STM32高级定时器-PWM简单学习案例
高级定时器与通用定时器比较类似,下面是一个TIM1 的PWM 程序,TIM1是STM32唯一的高级
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stm32内部功能最强的定气是
STM32内核工作需要一个高速振荡器,而内部的实时时钟(RTC)功能需要一个低速振荡器,两种振荡器都有外部晶体和内部RC两套硬件电路,STM32把它们都.
- 牛云
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1、STM32属于arm内核的一个版本,比传统的51单片机高级多了,有很多资源是51不具备的,如usb控制器。而且已经废除了机器周期什么的,速度不是51能比的。
2、STM32单片机程序都是模块化的,接口相对简单些,因为它自身带好多功能,工作速度也快。而51的自身功能少,需要外围元件多,要求对电子熟悉。
stm32单片机:
在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前,意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列;新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装。
- 寻云出海
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STM32 单片机中还有一个功能很小的定时器叫嘀嗒定时器, 它是专用于实时操作系统中的任务切换的
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嘀嗒定时器, 方便实时操作系统中的任务切换的