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標(biāo)題: 帶你走進(jìn)STM32的世界 [打印本頁]
作者: ludi 時間: 2017-8-7 14:16
標(biāo)題: 帶你走進(jìn)STM32的世界
STM32F10xx時鐘系統(tǒng)框圖：時鐘是整個系統(tǒng)的脈搏
下圖是STM32F10xx時鐘系統(tǒng)的框圖，通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產(chǎn)生的路徑，還可以很方便地計(jì)算出各部分的時鐘頻率。
STM32的四個時鐘源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在圖中標(biāo)出；圖中間的時鐘監(jiān)視系統(tǒng)(CSS)是在很多ST7的單片機(jī)中就出現(xiàn)的安全設(shè)置。特別注意：圖的右邊，輸出定時器時鐘之前有一個乘法器，它的操作不是由程序控制的，是由硬件根據(jù)前一級的APB預(yù)分頻器的輸出自動選擇，當(dāng)APB預(yù)分頻器的分頻因子為1時，這個乘法器無作用；當(dāng)APB預(yù)分頻器的分頻因子大于1時，這個乘法器做倍頻操作，即將APB預(yù)分頻器輸出的頻率乘2，這樣可以保證定時器可以得到最高的72MHz時鐘脈沖。
STM32上很多管腳功能可以重新映射
STM32上有很多I/O口，也有很多的內(nèi)置外設(shè)，為了節(jié)省引出管腳，這些內(nèi)置外設(shè)都是與I/O口共用引出管腳，ST稱其為I/O管腳的復(fù)用功能，相信這點(diǎn)大家都很清楚，因?yàn)榛旧纤袉纹瑱C(jī)都是這么做的。但不知有多少人知道，很多復(fù)用功能的引出腳可以通過重映射，從不同的I/O管腳引出，即復(fù)用功能的引出腳位是可通過程序改變的。
這一功能的直接好處是，PCB電路板的設(shè)計(jì)人員可以在需要的情況下，不必把某些信號在板上繞一大圈完成聯(lián)接，方便了PCB的設(shè)計(jì)同時潛在地減少了信號的交叉干擾。復(fù)用功能引出腳的重映射功能所帶來的潛在好處是，在你不需要同時使用多個復(fù)用功能時，虛擬地增加復(fù)用功能的數(shù)量。例如，STM32上最多有3個USART接口，當(dāng)你需要更多UART接口而又不需要同時使用它們時，可以通過這個重映射功能實(shí)現(xiàn)更多的UART接口。
下述復(fù)用功能的引出腳具有重映射功能：
- 晶體振蕩器的引腳在不接晶體時，可以作為普通I/O口
- CAN模塊
- JTAG調(diào)試接口
- 大部分定時器的引出接口
- 大部分USART的引出接口
- I2C1的引出接口
- SPI1的引出接口
詳細(xì)內(nèi)容請看STM32的技術(shù)參考手冊。
請務(wù)必記住：如果使用了任意一種重映射功能，在初始化和使用之前，一定要打開AFIO時鐘。
下圖示出了部分復(fù)用功能引出腳的重映射結(jié)果：
【演示實(shí)例】一個在EK-STM32F板子上的RTC作為calender的例子
硬件連接：串口線連至板子的UART-0端口。超級終端設(shè)置為：
Bits Per seconds: 115200
Data bits: 8
Parity: none
Stop bits: 1
Flow control Hardware
板子第一次跑這個程序時，進(jìn)入時間配置。
根據(jù)超級終端上的提示，一次輸入年，月，日，時，分，秒
（1月就輸入01，10月直接輸入10；同理3號就輸入03）
隨后當(dāng)前的時間就顯示到了超級終端上，并且每秒刷新。
沒有斷電的情況下再跑這個程序，由于看到bake up區(qū)域有被設(shè)置過時間的標(biāo)志，不再進(jìn)入時間設(shè)置階段，而是直接到時間顯示間斷，在超級終端上，每秒刷新。
當(dāng)然如果在EK-STM32F板子上將Vbat和電池相接，具體就是：將紅色的電源跳線帽中的從下往上數(shù)的第5個取下，從原來的水平放置改成豎直放置（和上面的VBAT相連）。就算斷電，只要再上電，看到back up區(qū)域中的記號，一樣直接進(jìn)入時間顯示。因?yàn)閿嚯姾螅琤ack up區(qū)域由電池供電，其中記錄的記號不會由于系統(tǒng)掉電而消失。
【演示實(shí)例】使用EK-STM32F板測量STM32的功耗
這個例子演示了如何使用EK-STM32F開發(fā)評估板測量STM32F103VBT6在各種模式下的功耗。例子中演示了如何進(jìn)入STM32的各種模式(RUN、SLEEP、STOP、STANDBY)，使用這個例子您可以通過EK-STM32F板上的紅色跳線(VDD、VREF+和VDDA)測量功耗。
本實(shí)例首先通過UART與Windows的Hyperterminal通信，用戶可以選擇需要進(jìn)入的功耗模式，然后這個例程把用戶選好的配置存到后備寄存器，再次復(fù)位后STM32將進(jìn)入之前選定的模式。
附件包中包含了一個說明文件，詳細(xì)說明了如何設(shè)置板上的跳線和操作的過程。
STM32 GPIO的十大優(yōu)越功能綜述
前幾天Hotpower邀請大家討論一下GPIO的功能、性能和優(yōu)缺點(diǎn)(STM32的GPIO很強(qiáng)大~~~)，等了幾天沒見太多人發(fā)言，但綜合來看提到了3點(diǎn)：1）真雙向IO，2）速度快，3）寄存器功能重復(fù)。關(guān)于第3點(diǎn)有說好，有說多余的，見仁見智。
下面我就在做個拋磚引玉，根據(jù)ST手冊上的內(nèi)容，簡單地綜述一下GPIO的功能：
一、共有8種模式，可以通過編程選擇：
1. 浮空輸入
2. 帶上拉輸入
3. 帶下拉輸入
4. 模擬輸入
5. 開漏輸出——(此模式可實(shí)現(xiàn)hotpower說的真雙向IO)
6. 推挽輸出
7. 復(fù)用功能的推挽輸出
8. 復(fù)用功能的開漏輸出
模式7和模式8需根據(jù)具體的復(fù)用功能決定。
二、專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實(shí)現(xiàn)對GPIO口的原子操作，即回避了設(shè)置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作，使得設(shè)置或清除I/O端口的操作不會被中斷處理打斷而造成誤動作。
三、每個GPIO口都可以作為外部中斷的輸入，便于系統(tǒng)靈活設(shè)計(jì)。
四、I/O口的輸出模式下，有3種輸出速度可選(2MHz、10MHz和50MHz)，這有利于噪聲控制。
五、所有I/O口兼容CMOS和TTL，多數(shù)I/O口兼容5V電平。
六、大電流驅(qū)動能力：GPIO口在高低電平分別為0.4V和VDD-0.4V時，可以提供或吸收8mA電流；如果把輸入輸出電平分別放寬到1.3V和VDD-1.3V時，可以提供或吸收20mA電流。
七、具有獨(dú)立的喚醒I/O口。
八、很多I/O口的復(fù)用功能可以重新映射，見：你知道嗎？STM32上很多管腳功能可以重新映射。
九、GPIO口的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO口后，可以通過程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護(hù)系統(tǒng)中其他的設(shè)備，不會因?yàn)槟承㊣/O口的配置被改變而損壞——如一個輸入口變成輸出口并輸出電流。
十、輸出模式下輸入寄存器依然有效，在開漏配置模式下實(shí)現(xiàn)真正的雙向I/O功能。
STM32內(nèi)置參照電壓的使用
每個STM32芯片都有一個內(nèi)部的參照電壓，相當(dāng)于一個標(biāo)準(zhǔn)電壓測量點(diǎn)，在芯片內(nèi)部連接到ADC1的通道17。
根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中的數(shù)據(jù)，這個參照電壓的典型值是1.20V，最小值是1.16V，最大值是1.24V。這個電壓基本不隨外部供電電壓的變化而變化。
不少人把這個參照電壓與ADC的參考電壓混淆。ADC的參考電壓都是通過Vref+提供的。100腳以上的型號，Vref+引到了片外，引腳名稱為Vref+；64腳和小于64腳的型號，Vref+在芯片內(nèi)部與VCC信號線相連，沒有引到片外，這樣AD的參考電壓就是VCC上的電壓。
在ADC的外部參考電壓波動，或因?yàn)閂ref+在芯片內(nèi)部與VCC相連而VCC變化的情況下，如果對于ADC測量的準(zhǔn)確性要求不高時，可以使用這個內(nèi)部參照電壓得到ADC測量的電壓值。
具體方法是在測量某個通道的電壓值之前，先讀出參照電壓的ADC測量數(shù)值，記為ADrefint；再讀出要測量通道的ADC轉(zhuǎn)換數(shù)值，記為ADchx；則要測量的電壓為：
Vchx = Vrefint * (ADchx/ADrefint)
其中Vrefint為參照電壓=1.20V。
上述方法在使用內(nèi)置溫度傳感器對因?yàn)闇囟茸兓瑢ο到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償時就十分有效。
STM32的ADC輸入通道配置
STM32中最多有3個ADC模塊，每個模塊對應(yīng)的通道不完全重疊。
下圖是STM32F103CDE數(shù)據(jù)手冊中的總框圖的左下角，圖中可以看出有8個外部ADC管腳分別接到了3個ADC模塊，有8個外部ADC管腳只分別接到了2個ADC模塊，還有5個外部ADC管腳只接到了ADC3模塊，這樣總共是21個通
道。
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