一、外设常具备的几类寄存器
- 控制寄存器xxx_CR (Control/Configuration Register): 用来配置、控制响应外设的工作方式,如GPIOx_CRL、AFIO_EXTICR1~AFIO_EXTICR4。
- 数据寄存器xxx_DR (Data Register) : 存储量外设进行输入输出的数据,如GPIOx_IDR、GPIOx_ODR、USART_DR等。
- 状态寄存器xxx_SR(Status Register): 实时的更新存储着外设的当前运行状态,主要是一些标志位,如USART_SR、ADC_SR等。
二、控制外设的常见操作
- 设置工作模式、使能外设等 常在初始化外设时完成,调用函数xxx_Init()
- 发送数据、接收数据 常用在初始化完成以后,正式启用外设的功能,调用函数xxx_SendData等
- 实时的监控状态 操纵外设需要实时的了解外设当前的工作状态;如果使用中断控制,那么外设的更新状态通常会引发中断,而在中断服务程序中根据状态实时的进行控制。读取状态的函数通常是xxx_GetFlagStatus()或者xxx_Get_ITStatus。
三、外设的初始化
外设初始化函数,功能是设置工作模式、使能外设等,常见的比如USART_Init(),ADC_Init(),I2C_Init()等。
调用初始化函数xxx_Init之前,要给它传递参数--初始化的对象和设置改对象的值。
初始化的对象当然是外设的寄存器xxx_TypeDef(xxx代表的是外设)类型的结构体,在传递参数时通常是用指向这样结构体的指针进行传送,比如“USART_TypeDef* USARTx”。
设置对象的参数值则保存在另外一个结构体变量中,结构体类型的命名通常是xxx_InitTypeDef,例如“USART_InitTypeDef USART_InitStructure”。在给xxx_Init传递参数时,同样传递的是这个变量的指针。
初始化函数xxx_Init(),根据参数值来设置控制寄存器xxx_CR。
使用ST库对外设进行初始化,一般有以下步骤:
1)定义一个xxx_InitTypeDef类型的初始化结构体
2)根据使用要求,向这些初始化结构体的成员写入特定的控制参数
3)填充完结构体后,把指向这个结构体的地址作为输入参数,调用响应的外设库函数xxx_Init(),从而实现向寄存器写入控制参数,配置好外设。
四、数据传送
常见的GPIO输入输出函数比如,GPIO_ReadOutputDataBit()、GPIO_ReadInputData()、GPIO_SetBits();常见的USART的收发数据函数:USART_ReciveData()、USART_SendData()。
这些函数控制相应外设寄存器xxx_DR的内容,达到控制输入输出的目的。
使用数据传送库函数的步骤:
1)通过输入参数,向函数指定要使用的是什么外设,如用(GPIOA,GPIO_Pin_5)选定PA5进行控制,用USART1来指定使用串口1外设。
2)若向外输出数据,则调用Output或Send函数,把将要输出的数据变量作为函数的输入参数
3)若为接受外部数据,则调用Read或Receive函数,读取函数的返回值得到外部输入数据
对于其他外设,也有类似的控制数据输入输出函数。如用ADC_GetConversionValue()函数来获取ADC转换所得到的数值;用I2C_SendData()函数来使用I2C接口进行发送数据。
五、状态检查与清除
1、状态位(标志位)
当外设完成了某些工作或出现某些状况的时候,就会在状态寄存器xxx_SR的相应位更新状态。
2、事件
外设做完了一件事,或者出现了特殊状况,都可以称之为事件。
用户可以通过状态位获取外设当前工作的新状态,根据新状态就知道发生了什么事件。比如USART_SR的位6置1,就代表了发送完成。
3、事件的处理
- 采用轮询法 不断的查询状态位,以实时的监控外设的事件。这种方法操作简单,但是太浪费CPU的运行时间。而且如果硬件故障迟迟得不到状态的更新,CPU也会因此卡死,所以要做好超时处理。
- 采用中断法 中断法可以利用外设实时监测外侧的事件,节约了CPU的运行时间。但是中断操作相对复杂,而且过多的中断对于系统的稳定性是不易把握的。
4、STM32状态位的检查与清除
① 状态位在软件设计中的常见用法
- 轮询法 不用多说
- 中断法 通关过检测外设中断状态标志位,可以确定外设是否真的发生了中断。而且对于外设不同事件对应一个外设中断源的情况,用于区分到底是哪种事件触发了中断。
② STM32的事件标志位和中断标志位
STM32的事件标志位和中断标志位在xxx_SR中是同一位,也就是公用的。这和S3C2440处理器的不同,S3C2440处理器的事件标志位和中断标志位分别位于不同的寄存器中。
③ 标志位检查
对事件标志检查的函数是xxx_GetFlagStatus(),而对中断标志位检查的函数式xxx_GetITStatus()。它们检查的都是xxx_SR寄存器的同一个标志位,那又有什么区别呢?
xxx_GetFlagStatus()直接返回要检查xxx_SR中対应位的状态
xxx_GetITStatus(),不仅会检查xxx_SR対应位的值,而且还要判断要检查的中断是否屏蔽了。只有当xxx_SR的対应位的值是SET(1),而且中断没有被屏蔽都满足的情况下,才会返回SET(1)的状态。
④ 清除标志位
虽然xxx_ClearFlag()和xxx_ClearITPendingBit()都是对xxx_SR的同一位进行清除的。但是在使用中,安全起见还是在中断服务程序中使用xxx_ClearITPendingBit()。而非中断的事件操作方法下,使用xxx_ClearFlag()。
六、外设函数分类
不同的外设,ST对它们的封装函数是类似的,分类表如下:
函数名 | 功能 | 输入参数 | 返回值 | 举例 |
xxx_Init | 对外设进行初始化 | xxx_InitTypeDef初始化类型结构体指针 | void | GPIO_Init |
xxx_DeInit | 以默认的形式对外设进行初始化 | 将要进行默认初始化的外设名 | void | USART_DeInit |
xxx_StuctInit | 以默认数据填充初始化结构体 | 将要进行默认填充的xxx_InitTypeDef初始化类型结构体变量 | void | GPIO_StructInit |
xxx_SendData | 使用外设发送数据 | xxx(相应的外设名);将要发送的数据 | void | USART_SendData |
xxx_ReceiveData | 获取外设接收到的数据 | xxx(相应的外设名) | 返回收到的数据 | USART_ReceiveData |
xxx_GetFlagStatus | 检查外设事件标志位 | 要检查的事件标志位名 | 返回标志位状态(SET或RESET) | USART_GetFlagStatus |
xxx_GetITStatus | 检查外设中断标志位 | 要检查的中断标志位名 | 返回标志位状态(SET或RESET) | USART_GetITStatus |
xxx_ClearFlag | 清除事件标志位 | 要清除的事件标志位名 | void | USART_ClearFlag |
xxx_ClearITPendingBit | 清除中断标志位 | 要清除的中断标志位名 | void | USART_ClearITPendingBit |
xxx_ITConfig | 设置外设的中断 | xxx(相应的外设中断名);使能与否(ENABLE或DISABLE) | void | USART_ITConfig |
xxx_Cmd | 使能或关闭外设 | 要配置的外设名;开启还是关闭(ENABLE或DISABLE) | void | USART_Cmd |
xxx_DMACmd | 配置外设是否可以使用DMA请求 | 要配置的外设名;选择要配置的DMA请求;使能与否(ENABLE或DISABLE) | void | USART_DMACmd |
参考资料:《STM32库开发实战指南》