STM32
什么是STM32
STM32芯片内部可以粗略划分两部分：内核+片上外设。如果与电脑类比，内核与片上外设就如同电脑的CPU与主板、内存、显卡、硬盘的关系。
ARM公司只设计内核不生产芯片，他会将有关内核的技术授权给各半导体厂商，这些厂商都是基于这个内核自己设计片上外设如SRAM、ROM、FLASH、USART、GPIO等，然后集成到一个硅片上，这就是我们现在用的芯片。
ROM和RAM （半导体存储器）
- ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据
- RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。
- RAM分为静态RAM（Static RAM/SRAM）和动态RAM（Dynamic RAM/DRAM）
- SRAM速度非常快，常用于CPU的一级缓冲，二级缓冲
- DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。
- DRAM分为很多种，这里介绍其中的一种DDR RAM
GPIO (general purpose intput output )
是通用输入输出端口的简称，可以通过软件来控制其输入和输出。STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。
GPIO接口至少有两个寄存器，即“通用IO控制寄存器”与“通用IO数据寄存器”。
可以配置8种输入输出模式
引脚电平：0V-3.3V
输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序
输入模式下可以读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入，外接模块电平信号输入，ADC电压采集，模拟通信协议接受数据等
每个GPIO外设总共有16个引脚，编号是从0到15，PA0-PA15
1代表高电平，0代表低电平，输入和读取同高低
输入部分：VDD接３.３V Vｓｓ接０V 两个二极管的主要作用是保护电路
上拉输入模式：上面导通 下面断开 默认为高电平的输入模式
下拉输入模式：下面导通 上面断开 默认为低电平的输入模式
浮空输入模式：两个都断开
上拉电阻和下拉电阻的阻值都很大，目的是尽量不影响正常的输入操作
施密特触发器：对输入电压进行整形 如果输入电压大于某一阈值，输出就会瞬间升为高电平 如果输入电压小于某一阈值，输出就会瞬间降为低电平
P-MOS N-MOS 是一种导通开关
推挽模式输出： 两种均有效
强推挽输出模式：数据寄存器为１时，上管导通，下管断开，输出直接到VDD，输出高电平
开漏模式输出：数据寄存器为０时，上管断开，下管导通，输出直接到VSS，输出低电平
开漏模式可以作为通信协议的驱动方式，比如IIC通信的引脚，就是使用的开漏模式。在多机通信的情况下，该模式还可以避免各个设备的相互干扰。开漏模式还可以用于5V的电平信号
输入
开发方式
- 基于标准库（库函数的方式）
- 基于HAL库的方式（图形化界面）
- 基于寄存器方式
串口通信
串口协议
通信接口
串口时最简单的通信协议，相比于IIC和SPI
通信的目的：将一个设备的数据传送到另一个设备，扩展硬件一同
通信协议：制定通信的规则，通信双方按照协议规则进行数据收发
同步通信靠时钟线，异步通信靠比特率
使用差分信号可以极大的提高抗干扰特性，差分信号传送速度和距离都很高
串口通信一般都是点对点，两个设备的互相通信
电平标准：数据1和数据0的表达方式，人为规定的电压与数据的对应关系
- TTL电平：+3.3V或+5V表示１ ０V表示０
- RS232电平：-3V到-15V表示1 +3V到+15V表示0
- RS485电平：两线电压差+2到+6V表示1 -2到-6V表示0（差分信号）
波特率：串口通信的速率 （每隔多久发送一位数据）
起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行从右往左取数
就是例如： 01000101 第一位就是1
01000100 第一位就是 0
校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
- 奇校验和偶校验（只能保证一定程度上的数据校验）
- 奇校验：补一位要求1的总数为奇数
- 偶校验：补一位要求1的总数为偶数
- CRC校验：
停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平
USART外设
通用同步/异步收发器
一般选用停止位长度为1
中断系统
- 中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行。
- 使用中断系统能够 极大的提高程序的效率
- 中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源
- 中断嵌套：当中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断资源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回。
- STM32中断：
STM32库函数
1.void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx)
功能：将USART寄存器重置为默认值
注释：主要是调用了RCC_APBxPeriphResetCmd函数对寄存器进行复位
例如：USART_DeInit(USART1);
2.void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)
功能：根据结构体的参数配置来对USARTx外设进行初始化
注释：流控制可以控制数据传输的进程，解决接收端数据缓冲区已满，再传输则数据丢失的问题
例如：USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
void USART_StructInit(USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)
功能：将USART_InitStructure结构体变量成员按默认值填充
注释：只是填充数据，没有Init的操作部分，没有涉及寄存器写入的操作
例如：USART_StructInit(&USART_InitStructure);
- void USART_ClockInit void USART_ClockStructInit
- 功能：配置同步时钟输出 包括时钟是不是要输出，时钟的极性相位等参数 也是用结构体方式配置
- void USART_Cmd
- 功能：使能或者失能USART外设 例如：USART_Cmd(USART1 , ENABLE);
- void USART_ITConfig
- 功能：配置指定的USART中断 例如：****USART_ITConfig(USART1 , USART_IT_RXNE , ENABLE);
- void USART_DMACmd
- 功能：可以开启USART到DMA的触法通道
- void USART_SendData
- 功能：SendData 发送数据 Tx
- uint16_t USART_ReceiveData
- 功能：ReceiceData 接收数据
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
//USART1的TX是PA9 RX是PA10 开启USART1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
//开启GPIO时钟
RCC初始化：
这里我们使用HSE(外部时钟），正常使用的时候也都是使用外部时钟
使用HSE时钟，程序设置时钟参数流程：
1、将RCC寄存器重新设置为默认值 RCC_DeInit;
2、打开外部高速时钟晶振HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
3、等待外部高速时钟晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
4、设置AHB时钟 RCC_HCLKConfig;
5、设置高速AHB时钟 RCC_PCLK2Config;
6、设置低速速AHB时钟 RCC_PCLK1Config;
7、设置PLL RCC_PLLConfig;
8、打开PLL RCC_PLLCmd(ENABLE);
9、等待PLL工作 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
10、设置系统时钟 RCC_SYSCLKConfig;
11、判断是否PLL是系统时钟 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
12、打开要使用的外设时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()
代码实现：
对RCC的配置函数(使用外部8MHz晶振)
系统时钟72MHz，APH 72MHz，APB2 72MHz，APB1 32MHz，USB 48MHz TIMCLK=72M
void RCC_Configuration(void)
{
//----------使用外部RC晶振-----------
RCC_DeInit(); //初始化为缺省值
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //使能外部的高速时钟
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET); //等待外部高速时钟使能就绪
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //Enable Prefetch Buffer
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
//Flash 2 wait state
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
//HCLK = SYSCLK
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
//PCLK2 = HCLK
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
//PCLK1 = HCLK/2
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9); //PLLCLK = 8MHZ * 9 =72MHZ
RCC_PLLCmd(ENABLE);
//Enable PLLCLK
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //Wait till PLLCLK is ready
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
//Select PLL as system clock
while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);
//Wait till PLL is used as system clock source
//---------打开相应外设时钟--------------------
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能APB2外设的GPIOA的时钟
}
GPIO初始化
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//申明一个结构体，名字GPIO_InitStructure
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
//设置输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
//设定要操作的管脚位
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
//IO口速度为50MHZ
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//根据设定参数配置GPIO
GPIO的工作模式主要有八种：4种输入方式，4种输出方式，分别为输入浮空，输入上拉，输入下拉，模拟输入；输出方式为开漏输出，开漏复用输出，推挽输出，推挽复用输出。
（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入 （应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电）
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 （浮空就是浮在半空，可以被其他物体拉上或者拉下，可以用于按键输入）
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入 （IO内部下拉电阻输入）
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入 （IO内部上拉电阻输入）
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行）
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 （推挽就是有推有拉电平都是确定的，不需要上拉和下拉，IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的 ）
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出（片内外设功能（I2C的SCL,SDA））
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 （片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS））
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配置USART
USART_InitTypeDef USART_InitStruture;
//结构体参数初始化
USART_InitStruture.USART_BaudRate = 9600;
//波特率
USART_InitStruture.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
//硬件流控制
USART_InitStruture.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
//发送模式Tx和接收模式Rx
USART_InitStruture.USART_Parity = USART_Parity_No;
//校验位 无校验No 奇校验Odd 偶校验Even
USART_InitStruture.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
//停止位 0.5 1 1.5 2
USART_InitStruture.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
//字长 8位或者9位 有无校验 8b 9b
USART_Init(USART1,&USART_InitStruture);