1. stm32 mcu简介

时间:2024-04-06 11:26:41

1. stm32 mcu简介

  1.1 stm32 mcu结构

  1.2 STM32 MCU存储器映像

  1.3 STM32 MCU系统时钟树

  1.4 Cortex-M3简介

 

  1.1 stm32 mcu结构

  • 由控制单元、从属单元和总线矩阵三大部分组成,控制单元和从属单元通过总线矩阵相连接
  • 控制单元包括Cortex-M3内核和两个DMA控制器(DMA1和DMA2)
  • 从属单元包括存储器(Flash和SRAM等)和设备(连接片外设备的接口和片内设备)
  • 连接片外设备的接口有并行接口和串行接口,并行接口即通用IO接口GPIO,串行接口有 USART、SPI、I2C、USB和CAN等
  • 片内设备有定时器TIM、模数转换器ADC和数模转换器DAC等

1. stm32 mcu简介

  1.2 STM32 MCU存储器映像

程序存储器、数据存储器和输入输出端口寄存器被组织在同一个4GB的线性地址空间内

 

               地址范围  设备名称
0XE000 0000 -0XE00F FFFF(1MB) 内核设备(SYSTick和NVIC等)
0X4000 0000 -0X5FFF FFFF(512MB) 片上设备(GPIO、USART、TIM和ADC等)
0X2000 0000 -0X3FFF FFFF(512MB) SRAM
0X0000 0000 -0X1FFF FFFF(512MB) FLASH

1.3 STM32 MCU系统时钟树

  • 系统时钟树由系统时钟源、系统时钟和设备时钟等部分组成
  • 系统时钟源有4个:高速外部时钟HSE、低速外部时钟LSE、高速内部时钟HSI和低速内部时钟LSI
  • 外部时钟用OSC实现,内部时钟用RC实现

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  • 系统时钟SYSCLK可以是HSE或HSI,也可以是HSE或HSI通过锁相环倍频后的锁相环时钟PLLCLK
  • SYSCLK经AHB预分频器分频后得到AHB总线时钟HCLK,HCLK经APB1/APB2预分频器分频后得到APB1/APB2总线时钟PCLK1和PCLK2

系统时钟树中的时钟选择、预分频值和外设时钟使能等都可以通过对复位和时钟控制(RCC)寄存器编程实现

偏移地址 名称 类型 复位值 说明
0X14 RCC_AHBENR  读/写 0X0000 0014 AHB设备时钟使能寄存器
0X18 RCC_AHB2ENR  读/写 0X0000 0000 AHB2设备时钟使能寄存器
0X1C  RCC_AHB1ENR  读/写 0X0000 0000 AHB1设备时钟使能寄存器

  APB2设备时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)

名称 类型 复位值 说明
0 AFIOEN 读/写 0 AFIO时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟
GPIOAEN 读/写 0 GPIOA时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟
GPIOBEN  读/写 0 GPIOB时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟
ADC1EN 读/写 0 ADC1时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟
11 TIM1EN  读/写 0 TIM1时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟
12 SPI1EN  读/写 0 SPI1时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟
14  USART1EN 读/写 0 USART1时钟使能:0-关闭时钟,1-开启时钟

   

1.4 Cortex-M3简介

  • Cortex-M3是采用哈佛结构的32位处理器内核,拥有独立的指令总线和数据总线,两者共享同一个4GB存储空间
  • Cortex-M3内建一个嵌套向量中断控制器(NVIC:Nested Vectored Interrupt Controller),支持可嵌套中断、向量中断和动态优先级等

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  • Cortex-M3内部还包含一个系统滴答定时器SysTick
  • SYSTick的核心是1个24位递减计数器,使用时根据需要设置初值,启动后在系统时钟的作用下递减,减到0时置技术标志位并重装初值
  • 系统可以查询计数标志位,也可以在中断允许时产生SYSTick中断

SYSTick通过4个32位寄存器进行操作

地址 名称 类型 复位值 说明
0XE000E010 CTRL 读/写 0 控制状态寄存器
0XE000E014 LOAD 读/写 - 重装值寄存器(24位),计数到0时重装到VAL
0XE000E018 VAL 读/写清除 - 当前值寄存器(24位),写清除,同时清除计数标志
0XE000E01C CALIB - 校准寄存器

  

控制状态寄存器有3个控制位1个状态位

名称 类型 复位值 说明
0 ENABLE 读/写 0 定时器允许:0-停止定时器,1-启动定时器
1 TICKINT 读/写 0 中断允许:0-计数到0时不中断,1-计数到0时中断
2 CLKSOURCE 读/写 0 时钟源选择:0-时钟源为HCLK/8,1-时钟源为HCLK
16 COUNTFLAG 0 计数标志:SYSTick计数到0时置1,读取后自动清零
  • SYSTick等片内设备接口的编程操作方法有2种:
  • 直接操作寄存器和使用库函数
  • 使用库函数和使用自定义结构操作寄存器本质相同

和使用库函数相比,使用直接操作寄存器进行软件设计有下列优点:

(1)源程序简单,目标程序小。

(2)直接操作寄存器有利于对硬件的理解,比较适合电子、通信和自动化等相关专业的学生学习使用

  • 直接操作寄存器的主要缺点是移植性差,而使用库函数移植性较好,比较合适计算机等相关专业的学生学习使用

嵌入式系统的C语言程序设计与一般的C语言程序设计基本相同,主要差别有2点:

(1)嵌入式系统的C语言程序设计主要使用寄存器操作,而寄存器操作和变量操作实质相同,寄存器的名称实质就是变量名称

(2)寄存器操作中控制和状态寄存器的操作通常是位操作包括“位与&”、“位或|”和“位异或^”(注意“位与&”和“位或|”与“逻辑与&&”和“逻辑或||”的区别)使用位操作的主要目的是只对控制和状态寄存器的指定位进行操作,对其他位的值不产生影响