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電子發燒友網>LEDs>LED照明>猴年走進“多彩”的LED世界 - 全文

猴年走進“多彩”的LED世界 - 全文

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2017-08-07 14:19:52

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復用功能的開漏輸出模式7和模式8需根據具體的復用功能決定。二、專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實現對GPIO口的原子操作,即回避了設置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作,使得設置或清除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,便于系統靈活設計。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I/O口兼容5V電平。六、大電流驅動能力: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、具有獨立的喚醒I/O口。八、很多I/O口的復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,直到下次芯片復位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護系統中其他的設備,不會因為某些I/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現真正的雙向I/O功能。STM32內置參照電壓的使用每個STM32芯片都有一個內部的參照電壓,相當于一個標準電壓測量點,在芯片內部連接到ADC1的通道17。根據數據手冊中的數據,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,或因為Vref+在芯片內部與VCC相連而VCC變化的情況下,如果對于ADC測量的準確性要求不高時,可以使用這個內部參照電壓得到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測量數值,記為ADrefint;再讀出要測量通道的ADC轉換數值,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。上述方法在使用內置溫度傳感器對因為溫度變化,對系統參數進行補償時就十分有效。STM32的ADC輸入通道配置STM32中最多有3個ADC模塊,每個模塊對應的通道不完全重疊。下圖是STM32F103CDE數據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。下表是這些ADC管腳與每個ADC模塊的對應關系,表中可以看出ADC1還有2個內部通道,分別接到內部的溫度傳感器和內部的參照電壓: 關于STM32 ADC速度的問題STM32F103xx系列稱為增強型產品,增強型產品的最高時鐘頻率可以達到72MHz。增強型產品的英文名稱為Performance Line。STM32F101xx系列稱為基本型產品,基本型產品的最高時鐘頻率可以達到36MHz。基本型產品的英文名稱為Access Line。根據設計,當ADC模塊的頻率為14MHz時,可以達到ADC的最快采樣轉換速度。要得到14MHz的ADC頻率,就要求SYSCLK的頻率是14MHz的倍數,即14MHz、28MHz、42MHz、56MHz、70MHz、84MHz等;對于基本型產品14MHz和28MHz處于它的最大允許頻率范圍內;對于增強型產品,14MHz、28MHz、42MHz、56MHz和70MHz幾種頻率都在它的最大允許頻率范圍內,但因為ADC預分頻器的分頻系數只有2、4、6、8這幾個,使用70MHz不能得到最大的14MHz,所以要想得到最快的ADC轉換速度,在增強型產品上能用的最快SYSCLK頻率是56MHz。ADC的速度由2個參數決定,它是采樣時間和轉換時間之和: 即:TCONV = 采樣時間 + 12.5個ADC時鐘周期在STM32中,ADC的采樣時間是由用戶程序在一組預定的數值中選擇,按照ADC的時鐘周期計算,共有8種選擇: 1.5、7.5、13.5、28.5、41.5、55.5、71.5和239.5按最小的1.5個時鐘周期的采樣時間計算,最短的TCONV等于14個時鐘周期,如果ADC的時鐘頻率是14MHz,則ADC的速度為每秒100萬次。注意:當ADC的時鐘頻率超過14MHz時,ADC的精度將會顯著下降。STM32內置CRC模塊的使用所有的STM32芯片都內置了一個硬件的CRC計算模塊,可以很方便地應用到需要進行通信的程序中,這個CRC計算模塊使用常見的、在以太網中使用的計算多項式:X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 +X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1寫成16進制就是:0x04C11DB7使用這個內置CRC模塊的方法非常簡單,既首先復位CRC模塊(設置CRC_CR=0x01),這個操作把CRC計算的余數初始化為0xFFFFFFFF;然后把要計算的數據按每32位分割為一組數據字,并逐個地把這組數據字寫入CRC_DR寄存器(既下圖中的綠色框),寫完所有的數據字后,就可以從CRC_DR寄存器(既下圖中的蘭色框)讀出計算的結果。注意:雖然讀寫操作都是針對CRC_DR寄存器,但實際上是訪問的不同物理寄存器。有幾點需要說明:1)上述算法中變量CRC,在每次循環結束包含了計算的余數,它始終是向左移位(既從最低位向最高位移動),溢出的數據位被丟棄。2)輸入的數據始終是以32位為單位,如果原始數據少于32位,需要在低位補0,當然也可以高位補0。3)假定輸入的DWORD數組中每個分量是按小端存儲。4)輸入數據是按照最高位最先計算,最低位最后計算的順序進行。例如:如果輸入0x44434241,內存中按字節存放的順序是:0x41, 0x42, 0x43, 0x44。計算的結果是:0xCF534AE1如果輸入0x41424344,內存中按字節存放的順序是:0x44, 0x43, 0x42, 0x41。計算的結果是:0xABCF9A63STM32中定時器的時鐘源STM32中有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅動,它們的時鐘由APB2的輸出產生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產生。下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關定時器時鐘部分的截圖:從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預分頻系數為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預分頻系數可以取任意數值;當預分頻系數=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);當預分頻系數=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預分頻系數=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設提供時鐘;設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時,TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預分頻系數必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設計這個倍頻器的初衷。STM32中外部中斷與外部事件這張圖是一條外部中斷線或外部事件線的示意圖,圖中信號線上劃有一條斜線,旁邊標志19字樣的注釋,表示這樣的線路共有19套。圖中的藍色虛線箭頭,標出了外部中斷信號的傳輸路徑,首先外部信號從編號1的芯片管腳進入,經過編號2的邊沿檢測電路,通過編號3的或門進入中斷“掛起請求寄存器”,最后經過編號4的與門輸出到NVIC中斷控制器;在這個通道上有4個控制選項,外部的信號首先經過邊沿檢測電路,這個邊沿檢測電路受上升沿或下降沿選擇寄存器控制,用戶可以使用這兩個寄存器控制需要哪一個邊沿產生中斷,因為選擇上升沿或下降沿是分別受2個平行的寄存器控制,所以用戶可以同時選擇上升沿或下降沿,而如果只有一個寄存器控制,那么只能選擇一個邊沿了。接下來是編號3的或門,這個或門的另一個輸入是“軟件中斷/事件寄存器”,從這里可以看出,軟件可以優先于外部信號請求一個中斷或事件,既當“軟件中斷/事件寄存器”的對應位為“1”時,不管外部信號如何,編號3的或門都會輸出有效信號。一個中斷或事件請求信號經過編號3的或門后,進入掛起請求寄存器,到此之前,中斷和事件的信號傳輸通路都是一致的,也就是說,掛起請求寄存器中記錄了外部信號的電平變化。外部請求信號最后經過編號4的與門,向NVIC中斷控制器發出一個中斷請求,如果中斷屏蔽寄存器的對應位為“0”,則該請求信號不能傳輸到與門的另一端,實現了中斷的屏蔽。明白了外部中斷的請求機制,就很容易理解事件的請求機制了。圖中紅色虛線箭頭,標出了外部事件信號的傳輸路徑,外部請求信號經過編號3的或門后,進入編號5的與門,這個與門的作用與編號4的與門類似,用于引入事件屏蔽寄存器的控制;最后脈沖發生器把一個跳變的信號轉變為一個單脈沖,輸出到芯片中的其它功能模塊。在這張圖上我們也可以知道,從外部激勵信號來看,中斷和事件是沒有分別的,只是在芯片內部分開,一路信號會向CPU產生中斷請求,另一路信號會向其它功能模塊發送脈沖觸發信號,其它功能模塊如何相應這個觸發信號,則由對應的模塊自己決定。在圖上部的APB總線和外設模塊接口,是每一個功能模塊都有的部分,CPU通過這樣的接口訪問各個功能模塊,這里就不再贅述了。STM32的USART發送數據時如何使用TXE和TC標志在USART的發送端有2個寄存器,一個是程序可以看到的USART_DR寄存器(下圖中陰影部分的TDR),另一個是程序看不到的移位寄存器(下圖中陰影部分Transmit Shift Register)。對應USART數據發送有兩個標志,一個是TXE=發送數據寄存器空,另一個是TC=發送結束;對照下圖,當TDR中的數據傳送到移位寄存器后,TXE被設置,此時移位寄存器開始向TX信號線按位傳輸數據,但因為TDR已經變空,程序可以把下一個要發送的字節(操作USART_DR)寫入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位發送結束,所有位發送結束時(送出停止位后)硬件會設置TC標志。另一方面,在剛剛初始化好USART還沒有發送任何數據時,也會有TXE標志,因為這時發送數據寄存器是空的。TXEIE和TCIE的意義很簡單,TXEIE允許在TXE標志為'1'時產生中斷,而TCIE允許在TC標志為'1'時產生中斷。至于什么時候使用哪個標志,需要根據你的需要自己決定。但我認為TXE允許程序有更充裕的時間填寫TDR寄存器,保證發送的數據流不間斷。TC可以讓程序知道發送結束的確切時間,有利于程序控制外部數據流的時序。STM32設置了很多非常有用和靈活的控制和狀態位,只要你很好地掌握了它們的用法,可以讓你的應用更加精確和高效。南寧STM32技術實訓提升QQ2532176025這是STM32技術參考手冊中的一頁:在STM32中如何配置片內外設使用的IO端口首先,一個外設經過配置輸入的時鐘和初始化后即被激活(開啟)。如果需要使用該外設的輸入輸出管腳,則需要配置相應的GPIO端口;否則該外設對應的輸入輸出管腳可以做普通GPIO管腳使用。
2016-09-14 10:58:12

帶你走進STM32的世界

STM32F10xx時鐘系統框圖:時鐘是整個系統的脈搏下圖是STM32F10xx時鐘系統的框圖,通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產生的路徑,還可以很方便地計算出各部分的時鐘頻率。STM32的四個時鐘源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在圖中標出;圖中間的時鐘監視系統(CSS)是在很多ST7的單片機中就出現的安全設置。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,是由硬件根據前一級的APB預分頻器的輸出自動選擇,當APB預分頻器的分頻因子為1時,這個乘法器無作用;當APB預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,也有很多的內置外設,為了節省引出管腳,這些內置外設都是與I/O口共用引出管腳,ST稱其為I/O管腳的復用功能,相信這點大家都很清楚,因為基本上所有單片機都是這么做的。但不知有多少人知道,很多復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電路板的設計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接,方便了PCB的設計同時潛在地減少了信號的交叉干擾。復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用功能時,虛擬地增加復用功能的數量。例如,STM32上最多有3個USART接口,當你需要更多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現更多的UART接口。下述復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的引出接口詳細內容請看STM32的技術參考手冊。請務必記住: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。下圖示出了部分復用功能引出腳的重映射結果:【演示實例】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。超級終端設置為:Bits Per seconds: 115200Data bits: 8Parity: noneStop bits: 1Flow control Hardware板子第一次跑這個程序時,進入時間配置。根據超級終端上的提示,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區域有被設置過時間的標志,不再進入時間設置階段,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區域中的記號,一樣直接進入時間顯示。因為斷電后,back up區域由電池供電,其中記錄的記號不會由于系統掉電而消失。【演示實例】使用EK-STM32F板測量STM32的功耗這個例子演示了如何使用EK-STM32F開發評估板測量STM32F103VBT6在各種模式下的功耗。例子中演示了如何進入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。本實例首先通過UART與Windows的Hyperterminal通信,用戶可以選擇需要進入的功耗模式,然后這個例程把用戶選好的配置存到后備寄存器,再次復位后STM32將進入之前選定的模式。附件包中包含了一個說明文件,詳細說明了如何設置板上的跳線和操作的過程。STM32 GPIO的十大優越功能綜述前幾天Hotpower邀請大家討論一下GPIO的功能、性能和優缺點(STM32的GPIO很強大~~~),等了幾天沒見太多人發言,但綜合來看提到了3點:1)真雙向IO,2)速度快,3)寄存器功能重復。關于第3點有說好,有說多余的,見仁見智。下面我就在做個拋磚引玉,根據ST手冊上的內容,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——(此模式可實現hotpower說的真雙向IO)6. 推挽輸出7. 復用功能的推挽輸出8. 復用功能的開漏輸出模式7和模式8需根據具體的復用功能決定。二、專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實現對GPIO口的原子操作,即回避了設置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作,使得設置或清除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,便于系統靈活設計。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I/O口兼容5V電平。六、大電流驅動能力: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、具有獨立的喚醒I/O口。八、很多I/O口的復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,直到下次芯片復位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護系統中其他的設備,不會因為某些I/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現真正的雙向I/O功能。STM32內置參照電壓的使用每個STM32芯片都有一個內部的參照電壓,相當于一個標準電壓測量點,在芯片內部連接到ADC1的通道17。根據數據手冊中的數據,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,或因為Vref+在芯片內部與VCC相連而VCC變化的情況下,如果對于ADC測量的準確性要求不高時,可以使用這個內部參照電壓得到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測量數值,記為ADrefint;再讀出要測量通道的ADC轉換數值,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。上述方法在使用內置溫度傳感器對因為溫度變化,對系統參數進行補償時就十分有效。STM32的ADC輸入通道配置STM32中最多有3個ADC模塊,每個模塊對應的通道不完全重疊。下圖是STM32F103CDE數據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。下表是這些ADC管腳與每個ADC模塊的對應關系,表中可以看出ADC1還有2個內部通道,分別接到內部的溫度傳感器和內部的參照電壓: 關于STM32 ADC速度的問題STM32F103xx系列稱為增強型產品,增強型產品的最高時鐘頻率可以達到72MHz。增強型產品的英文名稱為Performance Line。STM32F101xx系列稱為基本型產品,基本型產品的最高時鐘頻率可以達到36MHz。基本型產品的英文名稱為Access Line。根據設計,當ADC模塊的頻率為14MHz時,可以達到ADC的最快采樣轉換速度。要得到14MHz的ADC頻率,就要求SYSCLK的頻率是14MHz的倍數,即14MHz、28MHz、42MHz、56MHz、70MHz、84MHz等;對于基本型產品14MHz和28MHz處于它的最大允許頻率范圍內;對于增強型產品,14MHz、28MHz、42MHz、56MHz和70MHz幾種頻率都在它的最大允許頻率范圍內,但因為ADC預分頻器的分頻系數只有2、4、6、8這幾個,使用70MHz不能得到最大的14MHz,所以要想得到最快的ADC轉換速度,在增強型產品上能用的最快SYSCLK頻率是56MHz。ADC的速度由2個參數決定,它是采樣時間和轉換時間之和: 即:TCONV = 采樣時間 + 12.5個ADC時鐘周期在STM32中,ADC的采樣時間是由用戶程序在一組預定的數值中選擇,按照ADC的時鐘周期計算,共有8種選擇:1.5、7.5、13.5、28.5、41.5、55.5、71.5和239.5按最小的1.5個時鐘周期的采樣時間計算,最短的TCONV等于14個時鐘周期,如果ADC的時鐘頻率是14MHz,則ADC的速度為每秒100萬次。注意:當ADC的時鐘頻率超過14MHz時,ADC的精度將會顯著下降。STM32內置CRC模塊的使用所有的STM32芯片都內置了一個硬件的CRC計算模塊,可以很方便地應用到需要進行通信的程序中,這個CRC計算模塊使用常見的、在以太網中使用的計算多項式:X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 +X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1寫成16進制就是:0x04C11DB7使用這個內置CRC模塊的方法非常簡單,既首先復位CRC模塊(設置CRC_CR=0x01),這個操作把CRC計算的余數初始化為0xFFFFFFFF;然后把要計算的數據按每32位分割為一組數據字,并逐個地把這組數據字寫入CRC_DR寄存器(既下圖中的綠色框),寫完所有的數據字后,就可以從CRC_DR寄存器(既下圖中的蘭色框)讀出計算的結果。注意:雖然讀寫操作都是針對CRC_DR寄存器,但實際上是訪問的不同物理寄存器。有幾點需要說明:1)上述算法中變量CRC,在每次循環結束包含了計算的余數,它始終是向左移位(既從最低位向最高位移動),溢出的數據位被丟棄。2)輸入的數據始終是以32位為單位,如果原始數據少于32位,需要在低位補0,當然也可以高位補0。3)假定輸入的DWORD數組中每個分量是按小端存儲。4)輸入數據是按照最高位最先計算,最低位最后計算的順序進行。例如:如果輸入0x44434241,內存中按字節存放的順序是:0x41, 0x42, 0x43, 0x44。計算的結果是:0xCF534AE1如果輸入0x41424344,內存中按字節存放的順序是:0x44, 0x43, 0x42, 0x41。計算的結果是:0xABCF9A63STM32中定時器的時鐘源STM32中有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅動,它們的時鐘由APB2的輸出產生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產生。下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關定時器時鐘部分的截圖:從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預分頻系數為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預分頻系數可以取任意數值;當預分頻系數=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);當預分頻系數=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預分頻系數=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設提供時鐘;設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時,TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預分頻系數必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設計這個倍頻器的初衷。STM32中外部中斷與外部事件這張圖是一條外部中斷線或外部事件線的示意圖,圖中信號線上劃有一條斜線,旁邊標志19字樣的注釋,表示這樣的線路共有19套。圖中的藍色虛線箭頭,標出了外部中斷信號的傳輸路徑,首先外部信號從編號1的芯片管腳進入,經過編號2的邊沿檢測電路,通過編號3的或門進入中斷“掛起請求寄存器”,最后經過編號4的與門輸出到NVIC中斷控制器;在這個通道上有4個控制選項,外部的信號首先經過邊沿檢測電路,這個邊沿檢測電路受上升沿或下降沿選擇寄存器控制,用戶可以使用這兩個寄存器控制需要哪一個邊沿產生中斷,因為選擇上升沿或下降沿是分別受2個平行的寄存器控制,所以用戶可以同時選擇上升沿或下降沿,而如果只有一個寄存器控制,那么只能選擇一個邊沿了。接下來是編號3的或門,這個或門的另一個輸入是“軟件中斷/事件寄存器”,從這里可以看出,軟件可以優先于外部信號請求一個中斷或事件,既當“軟件中斷/事件寄存器”的對應位為“1”時,不管外部信號如何,編號3的或門都會輸出有效信號。一個中斷或事件請求信號經過編號3的或門后,進入掛起請求寄存器,到此之前,中斷和事件的信號傳輸通路都是一致的,也就是說,掛起請求寄存器中記錄了外部信號的電平變化。外部請求信號最后經過編號4的與門,向NVIC中斷控制器發出一個中斷請求,如果中斷屏蔽寄存器的對應位為“0”,則該請求信號不能傳輸到與門的另一端,實現了中斷的屏蔽。明白了外部中斷的請求機制,就很容易理解事件的請求機制了。圖中紅色虛線箭頭,標出了外部事件信號的傳輸路徑,外部請求信號經過編號3的或門后,進入編號5的與門,這個與門的作用與編號4的與門類似,用于引入事件屏蔽寄存器的控制;最后脈沖發生器把一個跳變的信號轉變為一個單脈沖,輸出到芯片中的其它功能模塊。在這張圖上我們也可以知道,從外部激勵信號來看,中斷和事件是沒有分別的,只是在芯片內部分開,一路信號會向CPU產生中斷請求,另一路信號會向其它功能模塊發送脈沖觸發信號,其它功能模塊如何相應這個觸發信號,則由對應的模塊自己決定。在圖上部的APB總線和外設模塊接口,是每一個功能模塊都有的部分,CPU通過這樣的接口訪問各個功能模塊,這里就不再贅述了。STM32的USART發送數據時如何使用TXE和TC標志在USART的發送端有2個寄存器,一個是程序可以看到的USART_DR寄存器(下圖中陰影部分的TDR),另一個是程序看不到的移位寄存器(下圖中陰影部分Transmit Shift Register)。對應USART數據發送有兩個標志,一個是TXE=發送數據寄存器空,另一個是TC=發送結束;對照下圖,當TDR中的數據傳送到移位寄存器后,TXE被設置,此時移位寄存器開始向TX信號線按位傳輸數據,但因為TDR已經變空,程序可以把下一個要發送的字節(操作USART_DR)寫入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位發送結束,所有位發送結束時(送出停止位后)硬件會設置TC標志。另一方面,在剛剛初始化好USART還沒有發送任何數據時,也會有TXE標志,因為這時發送數據寄存器是空的。TXEIE和TCIE的意義很簡單,TXEIE允許在TXE標志為'1'時產生中斷,而TCIE允許在TC標志為'1'時產生中斷。至于什么時候使用哪個標志,需要根據你的需要自己決定。但我認為TXE允許程序有更充裕的時間填寫TDR寄存器,保證發送的數據流不間斷。TC可以讓程序知道發送結束的確切時間,有利于程序控制外部數據流的時序。STM32設置了很多非常有用和靈活的控制和狀態位,只要你很好地掌握了它們的用法,可以讓你的應用更加精確和高效。在STM32中如何配置片內外設使用的IO端口首先,一個外設經過配置輸入的時鐘和初始化后即被激活(開啟)。如果需要使用該外設的輸入輸出管腳,則需要配置相應的GPIO端口;否則該外設對應的輸入輸出管腳可以做普通GPIO管腳使用。
2017-10-07 11:44:54

帶你走進STM32的世界

STM32F10xx時鐘系統框圖:時鐘是整個系統的脈搏下圖是STM32F10xx時鐘系統的框圖,通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產生的路徑,還可以很方便地計算出各部分的時鐘頻率。STM32的四個時鐘源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在圖中標出;圖中間的時鐘監視系統(CSS)是在很多ST7的單片機中就出現的安全設置。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,是由硬件根據前一級的APB預分頻器的輸出自動選擇,當APB預分頻器的分頻因子為1時,這個乘法器無作用;當APB預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,也有很多的內置外設,為了節省引出管腳,這些內置外設都是與I/O口共用引出管腳,ST稱其為I/O管腳的復用功能,相信這點大家都很清楚,因為基本上所有單片機都是這么做的。但不知有多少人知道,很多復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電路板的設計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接,方便了PCB的設計同時潛在地減少了信號的交叉干擾。復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用功能時,虛擬地增加復用功能的數量。例如,STM32上最多有3個USART接口,當你需要更多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現更多的UART接口。下述復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的引出接口詳細內容請看STM32的技術參考手冊。請務必記住: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。下圖示出了部分復用功能引出腳的重映射結果:【演示實例】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。超級終端設置為:Bits Per seconds: 115200Data bits: 8Parity: noneStop bits: 1Flow control Hardware板子第一次跑這個程序時,進入時間配置。根據超級終端上的提示,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區域有被設置過時間的標志,不再進入時間設置階段,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區域中的記號,一樣直接進入時間顯示。因為斷電后,back up區域由電池供電,其中記錄的記號不會由于系統掉電而消失。【演示實例】使用EK-STM32F板測量STM32的功耗這個例子演示了如何使用EK-STM32F開發評估板測量STM32F103VBT6在各種模式下的功耗。例子中演示了如何進入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。本實例首先通過UART與Windows的Hyperterminal通信,用戶可以選擇需要進入的功耗模式,然后這個例程把用戶選好的配置存到后備寄存器,再次復位后STM32將進入之前選定的模式。附件包中包含了一個說明文件,詳細說明了如何設置板上的跳線和操作的過程。STM32 GPIO的十大優越功能綜述前幾天Hotpower邀請大家討論一下GPIO的功能、性能和優缺點(STM32的GPIO很強大~~~),等了幾天沒見太多人發言,但綜合來看提到了3點:1)真雙向IO,2)速度快,3)寄存器功能重復。關于第3點有說好,有說多余的,見仁見智。下面我就在做個拋磚引玉,根據ST手冊上的內容,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——(此模式可實現hotpower說的真雙向IO)6. 推挽輸出7. 復用功能的推挽輸出8. 復用功能的開漏輸出模式7和模式8需根據具體的復用功能決定。二、專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實現對GPIO口的原子操作,即回避了設置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作,使得設置或清除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,便于系統靈活設計。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I/O口兼容5V電平。六、大電流驅動能力: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、具有獨立的喚醒I/O口。八、很多I/O口的復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,直到下次芯片復位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護系統中其他的設備,不會因為某些I/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現真正的雙向I/O功能。STM32內置參照電壓的使用每個STM32芯片都有一個內部的參照電壓,相當于一個標準電壓測量點,在芯片內部連接到ADC1的通道17。根據數據手冊中的數據,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,或因為Vref+在芯片內部與VCC相連而VCC變化的情況下,如果對于ADC測量的準確性要求不高時,可以使用這個內部參照電壓得到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測量數值,記為ADrefint;再讀出要測量通道的ADC轉換數值,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。上述方法在使用內置溫度傳感器對因為溫度變化,對系統參數進行補償時就十分有效。STM32的ADC輸入通道配置STM32中最多有3個ADC模塊,每個模塊對應的通道不完全重疊。下圖是STM32F103CDE數據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。下表是這些ADC管腳與每個ADC模塊的對應關系,表中可以看出ADC1還有2個內部通道,分別接到內部的溫度傳感器和內部的參照電壓: 關于STM32 ADC速度的問題STM32F103xx系列稱為增強型產品,增強型產品的最高時鐘頻率可以達到72MHz。增強型產品的英文名稱為Performance Line。STM32F101xx系列稱為基本型產品,基本型產品的最高時鐘頻率可以達到36MHz。基本型產品的英文名稱為Access Line。根據設計,當ADC模塊的頻率為14MHz時,可以達到ADC的最快采樣轉換速度。要得到14MHz的ADC頻率,就要求SYSCLK的頻率是14MHz的倍數,即14MHz、28MHz、42MHz、56MHz、70MHz、84MHz等;對于基本型產品14MHz和28MHz處于它的最大允許頻率范圍內;對于增強型產品,14MHz、28MHz、42MHz、56MHz和70MHz幾種頻率都在它的最大允許頻率范圍內,但因為ADC預分頻器的分頻系數只有2、4、6、8這幾個,使用70MHz不能得到最大的14MHz,所以要想得到最快的ADC轉換速度,在增強型產品上能用的最快SYSCLK頻率是56MHz。ADC的速度由2個參數決定,它是采樣時間和轉換時間之和: 即:TCONV = 采樣時間 + 12.5個ADC時鐘周期在STM32中,ADC的采樣時間是由用戶程序在一組預定的數值中選擇,按照ADC的時鐘周期計算,共有8種選擇:1.5、7.5、13.5、28.5、41.5、55.5、71.5和239.5按最小的1.5個時鐘周期的采樣時間計算,最短的TCONV等于14個時鐘周期,如果ADC的時鐘頻率是14MHz,則ADC的速度為每秒100萬次。注意:當ADC的時鐘頻率超過14MHz時,ADC的精度將會顯著下降。STM32內置CRC模塊的使用所有的STM32芯片都內置了一個硬件的CRC計算模塊,可以很方便地應用到需要進行通信的程序中,這個CRC計算模塊使用常見的、在以太網中使用的計算多項式:X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 +X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1寫成16進制就是:0x04C11DB7使用這個內置CRC模塊的方法非常簡單,既首先復位CRC模塊(設置CRC_CR=0x01),這個操作把CRC計算的余數初始化為0xFFFFFFFF;然后把要計算的數據按每32位分割為一組數據字,并逐個地把這組數據字寫入CRC_DR寄存器(既下圖中的綠色框),寫完所有的數據字后,就可以從CRC_DR寄存器(既下圖中的蘭色框)讀出計算的結果。注意:雖然讀寫操作都是針對CRC_DR寄存器,但實際上是訪問的不同物理寄存器。有幾點需要說明:1)上述算法中變量CRC,在每次循環結束包含了計算的余數,它始終是向左移位(既從最低位向最高位移動),溢出的數據位被丟棄。2)輸入的數據始終是以32位為單位,如果原始數據少于32位,需要在低位補0,當然也可以高位補0。3)假定輸入的DWORD數組中每個分量是按小端存儲。4)輸入數據是按照最高位最先計算,最低位最后計算的順序進行。例如:如果輸入0x44434241,內存中按字節存放的順序是:0x41, 0x42, 0x43, 0x44。計算的結果是:0xCF534AE1如果輸入0x41424344,內存中按字節存放的順序是:0x44, 0x43, 0x42, 0x41。計算的結果是:0xABCF9A63STM32中定時器的時鐘源STM32中有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅動,它們的時鐘由APB2的輸出產生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產生。下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關定時器時鐘部分的截圖:從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預分頻系數為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預分頻系數可以取任意數值;當預分頻系數=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);當預分頻系數=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預分頻系數=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設提供時鐘;設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時,TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預分頻系數必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設計這個倍頻器的初衷。STM32中外部中斷與外部事件這張圖是一條外部中斷線或外部事件線的示意圖,圖中信號線上劃有一條斜線,旁邊標志19字樣的注釋,表示這樣的線路共有19套。圖中的藍色虛線箭頭,標出了外部中斷信號的傳輸路徑,首先外部信號從編號1的芯片管腳進入,經過編號2的邊沿檢測電路,通過編號3的或門進入中斷“掛起請求寄存器”,最后經過編號4的與門輸出到NVIC中斷控制器;在這個通道上有4個控制選項,外部的信號首先經過邊沿檢測電路,這個邊沿檢測電路受上升沿或下降沿選擇寄存器控制,用戶可以使用這兩個寄存器控制需要哪一個邊沿產生中斷,因為選擇上升沿或下降沿是分別受2個平行的寄存器控制,所以用戶可以同時選擇上升沿或下降沿,而如果只有一個寄存器控制,那么只能選擇一個邊沿了。接下來是編號3的或門,這個或門的另一個輸入是“軟件中斷/事件寄存器”,從這里可以看出,軟件可以優先于外部信號請求一個中斷或事件,既當“軟件中斷/事件寄存器”的對應位為“1”時,不管外部信號如何,編號3的或門都會輸出有效信號。一個中斷或事件請求信號經過編號3的或門后,進入掛起請求寄存器,到此之前,中斷和事件的信號傳輸通路都是一致的,也就是說,掛起請求寄存器中記錄了外部信號的電平變化。外部請求信號最后經過編號4的與門,向NVIC中斷控制器發出一個中斷請求,如果中斷屏蔽寄存器的對應位為“0”,則該請求信號不能傳輸到與門的另一端,實現了中斷的屏蔽。明白了外部中斷的請求機制,就很容易理解事件的請求機制了。圖中紅色虛線箭頭,標出了外部事件信號的傳輸路徑,外部請求信號經過編號3的或門后,進入編號5的與門,這個與門的作用與編號4的與門類似,用于引入事件屏蔽寄存器的控制;最后脈沖發生器把一個跳變的信號轉變為一個單脈沖,輸出到芯片中的其它功能模塊。在這張圖上我們也可以知道,從外部激勵信號來看,中斷和事件是沒有分別的,只是在芯片內部分開,一路信號會向CPU產生中斷請求,另一路信號會向其它功能模塊發送脈沖觸發信號,其它功能模塊如何相應這個觸發信號,則由對應的模塊自己決定。在圖上部的APB總線和外設模塊接口,是每一個功能模塊都有的部分,CPU通過這樣的接口訪問各個功能模塊,這里就不再贅述了。STM32的USART發送數據時如何使用TXE和TC標志在USART的發送端有2個寄存器,一個是程序可以看到的USART_DR寄存器(下圖中陰影部分的TDR),另一個是程序看不到的移位寄存器(下圖中陰影部分Transmit Shift Register)。對應USART數據發送有兩個標志,一個是TXE=發送數據寄存器空,另一個是TC=發送結束;對照下圖,當TDR中的數據傳送到移位寄存器后,TXE被設置,此時移位寄存器開始向TX信號線按位傳輸數據,但因為TDR已經變空,程序可以把下一個要發送的字節(操作USART_DR)寫入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位發送結束,所有位發送結束時(送出停止位后)硬件會設置TC標志。另一方面,在剛剛初始化好USART還沒有發送任何數據時,也會有TXE標志,因為這時發送數據寄存器是空的。TXEIE和TCIE的意義很簡單,TXEIE允許在TXE標志為'1'時產生中斷,而TCIE允許在TC標志為'1'時產生中斷。至于什么時候使用哪個標志,需要根據你的需要自己決定。但我認為TXE允許程序有更充裕的時間填寫TDR寄存器,保證發送的數據流不間斷。TC可以讓程序知道發送結束的確切時間,有利于程序控制外部數據流的時序。STM32設置了很多非常有用和靈活的控制和狀態位,只要你很好地掌握了它們的用法,可以讓你的應用更加精確和高效。在STM32中如何配置片內外設使用的IO端口首先,一個外設經過配置輸入的時鐘和初始化后即被激活(開啟)。如果需要使用該外設的輸入輸出管腳,則需要配置相應的GPIO端口;否則該外設對應的輸入輸出管腳可以做普通GPIO管腳使用。
2017-10-11 09:30:36

帶你走進STM32的世界

STM32F10xx時鐘系統框圖:時鐘是整個系統的脈搏下圖是STM32F10xx時鐘系統的框圖,通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產生的路徑,還可以很方便地計算出各部分的時鐘頻率。STM32的四個時鐘源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在圖中標出;圖中間的時鐘監視系統(CSS)是在很多ST7的單片機中就出現的安全設置。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,是由硬件根據前一級的APB預分頻器的輸出自動選擇,當APB預分頻器的分頻因子為1時,這個乘法器無作用;當APB預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,也有很多的內置外設,為了節省引出管腳,這些內置外設都是與I/O口共用引出管腳,ST稱其為I/O管腳的復用功能,相信這點大家都很清楚,因為基本上所有單片機都是這么做的。但不知有多少人知道,很多復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電路板的設計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接,方便了PCB的設計同時潛在地減少了信號的交叉干擾。復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用功能時,虛擬地增加復用功能的數量。例如,STM32上最多有3個USART接口,當你需要更多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現更多的UART接口。下述復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的引出接口詳細內容請看STM32的技術參考手冊。請務必記住: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。下圖示出了部分復用功能引出腳的重映射結果:【演示實例】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。超級終端設置為:Bits Per seconds: 115200Data bits: 8Parity: noneStop bits: 1Flow control Hardware板子第一次跑這個程序時,進入時間配置。根據超級終端上的提示,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區域有被設置過時間的標志,不再進入時間設置階段,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區域中的記號,一樣直接進入時間顯示。因為斷電后,back up區域由電池供電,其中記錄的記號不會由于系統掉電而消失。【演示實例】使用EK-STM32F板測量STM32的功耗這個例子演示了如何使用EK-STM32F開發評估板測量STM32F103VBT6在各種模式下的功耗。例子中演示了如何進入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。本實例首先通過UART與Windows的Hyperterminal通信,用戶可以選擇需要進入的功耗模式,然后這個例程把用戶選好的配置存到后備寄存器,再次復位后STM32將進入之前選定的模式。附件包中包含了一個說明文件,詳細說明了如何設置板上的跳線和操作的過程。STM32 GPIO的十大優越功能綜述前幾天Hotpower邀請大家討論一下GPIO的功能、性能和優缺點(STM32的GPIO很強大~~~),等了幾天沒見太多人發言,但綜合來看提到了3點:1)真雙向IO,2)速度快,3)寄存器功能重復。關于第3點有說好,有說多余的,見仁見智。下面我就在做個拋磚引玉,根據ST手冊上的內容,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——(此模式可實現hotpower說的真雙向IO)6. 推挽輸出7. 復用功能的推挽輸出8. 復用功能的開漏輸出模式7和模式8需根據具體的復用功能決定。二、專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實現對GPIO口的原子操作,即回避了設置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作,使得設置或清除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,便于系統靈活設計。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I/O口兼容5V電平。六、大電流驅動能力: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、具有獨立的喚醒I/O口。八、很多I/O口的復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,直到下次芯片復位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護系統中其他的設備,不會因為某些I/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現真正的雙向I/O功能。STM32內置參照電壓的使用每個STM32芯片都有一個內部的參照電壓,相當于一個標準電壓測量點,在芯片內部連接到ADC1的通道17。根據數據手冊中的數據,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,或因為Vref+在芯片內部與VCC相連而VCC變化的情況下,如果對于ADC測量的準確性要求不高時,可以使用這個內部參照電壓得到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測量數值,記為ADrefint;再讀出要測量通道的ADC轉換數值,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。上述方法在使用內置溫度傳感器對因為溫度變化,對系統參數進行補償時就十分有效。STM32的ADC輸入通道配置STM32中最多有3個ADC模塊,每個模塊對應的通道不完全重疊。下圖是STM32F103CDE數據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。下表是這些ADC管腳與每個ADC模塊的對應關系,表中可以看出ADC1還有2個內部通道,分別接到內部的溫度傳感器和內部的參照電壓: 關于STM32 ADC速度的問題STM32F103xx系列稱為增強型產品,增強型產品的最高時鐘頻率可以達到72MHz。增強型產品的英文名稱為Performance Line。STM32F101xx系列稱為基本型產品,基本型產品的最高時鐘頻率可以達到36MHz。基本型產品的英文名稱為Access Line。根據設計,當ADC模塊的頻率為14MHz時,可以達到ADC的最快采樣轉換速度。要得到14MHz的ADC頻率,就要求SYSCLK的頻率是14MHz的倍數,即14MHz、28MHz、42MHz、56MHz、70MHz、84MHz等;對于基本型產品14MHz和28MHz處于它的最大允許頻率范圍內;對于增強型產品,14MHz、28MHz、42MHz、56MHz和70MHz幾種頻率都在它的最大允許頻率范圍內,但因為ADC預分頻器的分頻系數只有2、4、6、8這幾個,使用70MHz不能得到最大的14MHz,所以要想得到最快的ADC轉換速度,在增強型產品上能用的最快SYSCLK頻率是56MHz。ADC的速度由2個參數決定,它是采樣時間和轉換時間之和: 即:TCONV = 采樣時間 + 12.5個ADC時鐘周期在STM32中,ADC的采樣時間是由用戶程序在一組預定的數值中選擇,按照ADC的時鐘周期計算,共有8種選擇:1.5、7.5、13.5、28.5、41.5、55.5、71.5和239.5按最小的1.5個時鐘周期的采樣時間計算,最短的TCONV等于14個時鐘周期,如果ADC的時鐘頻率是14MHz,則ADC的速度為每秒100萬次。注意:當ADC的時鐘頻率超過14MHz時,ADC的精度將會顯著下降。STM32內置CRC模塊的使用所有的STM32芯片都內置了一個硬件的CRC計算模塊,可以很方便地應用到需要進行通信的程序中,這個CRC計算模塊使用常見的、在以太網中使用的計算多項式:X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 +X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1寫成16進制就是:0x04C11DB7使用這個內置CRC模塊的方法非常簡單,既首先復位CRC模塊(設置CRC_CR=0x01),這個操作把CRC計算的余數初始化為0xFFFFFFFF;然后把要計算的數據按每32位分割為一組數據字,并逐個地把這組數據字寫入CRC_DR寄存器(既下圖中的綠色框),寫完所有的數據字后,就可以從CRC_DR寄存器(既下圖中的蘭色框)讀出計算的結果。注意:雖然讀寫操作都是針對CRC_DR寄存器,但實際上是訪問的不同物理寄存器。有幾點需要說明:1)上述算法中變量CRC,在每次循環結束包含了計算的余數,它始終是向左移位(既從最低位向最高位移動),溢出的數據位被丟棄。2)輸入的數據始終是以32位為單位,如果原始數據少于32位,需要在低位補0,當然也可以高位補0。3)假定輸入的DWORD數組中每個分量是按小端存儲。4)輸入數據是按照最高位最先計算,最低位最后計算的順序進行。例如:如果輸入0x44434241,內存中按字節存放的順序是:0x41, 0x42, 0x43, 0x44。計算的結果是:0xCF534AE1如果輸入0x41424344,內存中按字節存放的順序是:0x44, 0x43, 0x42, 0x41。計算的結果是:0xABCF9A63STM32中定時器的時鐘源STM32中有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅動,它們的時鐘由APB2的輸出產生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產生。下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關定時器時鐘部分的截圖:從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預分頻系數為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預分頻系數可以取任意數值;當預分頻系數=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);當預分頻系數=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預分頻系數=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設提供時鐘;設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時,TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預分頻系數必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設計這個倍頻器的初衷。STM32中外部中斷與外部事件這張圖是一條外部中斷線或外部事件線的示意圖,圖中信號線上劃有一條斜線,旁邊標志19字樣的注釋,表示這樣的線路共有19套。圖中的藍色虛線箭頭,標出了外部中斷信號的傳輸路徑,首先外部信號從編號1的芯片管腳進入,經過編號2的邊沿檢測電路,通過編號3的或門進入中斷“掛起請求寄存器”,最后經過編號4的與門輸出到NVIC中斷控制器;在這個通道上有4個控制選項,外部的信號首先經過邊沿檢測電路,這個邊沿檢測電路受上升沿或下降沿選擇寄存器控制,用戶可以使用這兩個寄存器控制需要哪一個邊沿產生中斷,因為選擇上升沿或下降沿是分別受2個平行的寄存器控制,所以用戶可以同時選擇上升沿或下降沿,而如果只有一個寄存器控制,那么只能選擇一個邊沿了。接下來是編號3的或門,這個或門的另一個輸入是“軟件中斷/事件寄存器”,從這里可以看出,軟件可以優先于外部信號請求一個中斷或事件,既當“軟件中斷/事件寄存器”的對應位為“1”時,不管外部信號如何,編號3的或門都會輸出有效信號。一個中斷或事件請求信號經過編號3的或門后,進入掛起請求寄存器,到此之前,中斷和事件的信號傳輸通路都是一致的,也就是說,掛起請求寄存器中記錄了外部信號的電平變化。外部請求信號最后經過編號4的與門,向NVIC中斷控制器發出一個中斷請求,如果中斷屏蔽寄存器的對應位為“0”,則該請求信號不能傳輸到與門的另一端,實現了中斷的屏蔽。明白了外部中斷的請求機制,就很容易理解事件的請求機制了。圖中紅色虛線箭頭,標出了外部事件信號的傳輸路徑,外部請求信號經過編號3的或門后,進入編號5的與門,這個與門的作用與編號4的與門類似,用于引入事件屏蔽寄存器的控制;最后脈沖發生器把一個跳變的信號轉變為一個單脈沖,輸出到芯片中的其它功能模塊。在這張圖上我們也可以知道,從外部激勵信號來看,中斷和事件是沒有分別的,只是在芯片內部分開,一路信號會向CPU產生中斷請求,另一路信號會向其它功能模塊發送脈沖觸發信號,其它功能模塊如何相應這個觸發信號,則由對應的模塊自己決定。在圖上部的APB總線和外設模塊接口,是每一個功能模塊都有的部分,CPU通過這樣的接口訪問各個功能模塊,這里就不再贅述了。STM32的USART發送數據時如何使用TXE和TC標志在USART的發送端有2個寄存器,一個是程序可以看到的USART_DR寄存器(下圖中陰影部分的TDR),另一個是程序看不到的移位寄存器(下圖中陰影部分Transmit Shift Register)。對應USART數據發送有兩個標志,一個是TXE=發送數據寄存器空,另一個是TC=發送結束;對照下圖,當TDR中的數據傳送到移位寄存器后,TXE被設置,此時移位寄存器開始向TX信號線按位傳輸數據,但因為TDR已經變空,程序可以把下一個要發送的字節(操作USART_DR)寫入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位發送結束,所有位發送結束時(送出停止位后)硬件會設置TC標志。另一方面,在剛剛初始化好USART還沒有發送任何數據時,也會有TXE標志,因為這時發送數據寄存器是空的。TXEIE和TCIE的意義很簡單,TXEIE允許在TXE標志為'1'時產生中斷,而TCIE允許在TC標志為'1'時產生中斷。至于什么時候使用哪個標志,需要根據你的需要自己決定。但我認為TXE允許程序有更充裕的時間填寫TDR寄存器,保證發送的數據流不間斷。TC可以讓程序知道發送結束的確切時間,有利于程序控制外部數據流的時序。STM32設置了很多非常有用和靈活的控制和狀態位,只要你很好地掌握了它們的用法,可以讓你的應用更加精確和高效。在STM32中如何配置片內外設使用的IO端口首先,一個外設經過配置輸入的時鐘和初始化后即被激活(開啟)。如果需要使用該外設的輸入輸出管腳,則需要配置相應的GPIO端口;否則該外設對應的輸入輸出管腳可以做普通GPIO管腳使用。
2016-09-21 09:43:16

帶你走進STM32的世界

STM32F10xx時鐘系統框圖:時鐘是整個系統的脈搏下圖是STM32F10xx時鐘系統的框圖,通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產生的路徑,還可以很方便地計算出各部分的時鐘頻率。STM32的四個時鐘源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在圖中標出;圖中間的時鐘監視系統(CSS)是在很多ST7的單片機中就出現的安全設置。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,是由硬件根據前一級的APB預分頻器的輸出自動選擇,當APB預分頻器的分頻因子為1時,這個乘法器無作用;當APB預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,也有很多的內置外設,為了節省引出管腳,這些內置外設都是與I/O口共用引出管腳,ST稱其為I/O管腳的復用功能,相信這點大家都很清楚,因為基本上所有單片機都是這么做的。但不知有多少人知道,很多復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電路板的設計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接,方便了PCB的設計同時潛在地減少了信號的交叉干擾。復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用功能時,虛擬地增加復用功能的數量。例如,STM32上最多有3個USART接口,當你需要更多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現更多的UART接口。下述復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的引出接口詳細內容請看STM32的技術參考手冊。請務必記住: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。下圖示出了部分復用功能引出腳的重映射結果:【演示實例】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。超級終端設置為:Bits Per seconds: 115200Data bits: 8Parity: noneStop bits: 1Flow control Hardware板子第一次跑這個程序時,進入時間配置。根據超級終端上的提示,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區域有被設置過時間的標志,不再進入時間設置階段,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區域中的記號,一樣直接進入時間顯示。因為斷電后,back up區域由電池供電,其中記錄的記號不會由于系統掉電而消失。【演示實例】使用EK-STM32F板測量STM32的功耗這個例子演示了如何使用EK-STM32F開發評估板測量STM32F103VBT6在各種模式下的功耗。例子中演示了如何進入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。本實例首先通過UART與Windows的Hyperterminal通信,用戶可以選擇需要進入的功耗模式,然后這個例程把用戶選好的配置存到后備寄存器,再次復位后STM32將進入之前選定的模式。附件包中包含了一個說明文件,詳細說明了如何設置板上的跳線和操作的過程。STM32 GPIO的十大優越功能綜述前幾天Hotpower邀請大家討論一下GPIO的功能、性能和優缺點(STM32的GPIO很強大~~~),等了幾天沒見太多人發言,但綜合來看提到了3點:1)真雙向IO,2)速度快,3)寄存器功能重復。關于第3點有說好,有說多余的,見仁見智。下面我就在做個拋磚引玉,根據ST手冊上的內容,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——(此模式可實現hotpower說的真雙向IO)6. 推挽輸出7. 復用功能的推挽輸出8. 復用功能的開漏輸出模式7和模式8需根據具體的復用功能決定。二、專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實現對GPIO口的原子操作,即回避了設置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作,使得設置或清除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,便于系統靈活設計。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I/O口兼容5V電平。六、大電流驅動能力: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、具有獨立的喚醒I/O口。八、很多I/O口的復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,直到下次芯片復位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護系統中其他的設備,不會因為某些I/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現真正的雙向I/O功能。STM32內置參照電壓的使用每個STM32芯片都有一個內部的參照電壓,相當于一個標準電壓測量點,在芯片內部連接到ADC1的通道17。根據數據手冊中的數據,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,或因為Vref+在芯片內部與VCC相連而VCC變化的情況下,如果對于ADC測量的準確性要求不高時,可以使用這個內部參照電壓得到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測量數值,記為ADrefint;再讀出要測量通道的ADC轉換數值,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。上述方法在使用內置溫度傳感器對因為溫度變化,對系統參數進行補償時就十分有效。STM32的ADC輸入通道配置STM32中最多有3個ADC模塊,每個模塊對應的通道不完全重疊。下圖是STM32F103CDE數據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。下表是這些ADC管腳與每個ADC模塊的對應關系,表中可以看出ADC1還有2個內部通道,分別接到內部的溫度傳感器和內部的參照電壓: 關于STM32 ADC速度的問題STM32F103xx系列稱為增強型產品,增強型產品的最高時鐘頻率可以達到72MHz。增強型產品的英文名稱為Performance Line。STM32F101xx系列稱為基本型產品,基本型產品的最高時鐘頻率可以達到36MHz。基本型產品的英文名稱為Access Line。根據設計,當ADC模塊的頻率為14MHz時,可以達到ADC的最快采樣轉換速度。要得到14MHz的ADC頻率,就要求SYSCLK的頻率是14MHz的倍數,即14MHz、28MHz、42MHz、56MHz、70MHz、84MHz等;對于基本型產品14MHz和28MHz處于它的最大允許頻率范圍內;對于增強型產品,14MHz、28MHz、42MHz、56MHz和70MHz幾種頻率都在它的最大允許頻率范圍內,但因為ADC預分頻器的分頻系數只有2、4、6、8這幾個,使用70MHz不能得到最大的14MHz,所以要想得到最快的ADC轉換速度,在增強型產品上能用的最快SYSCLK頻率是56MHz。ADC的速度由2個參數決定,它是采樣時間和轉換時間之和: 即:TCONV = 采樣時間 + 12.5個ADC時鐘周期在STM32中,ADC的采樣時間是由用戶程序在一組預定的數值中選擇,按照ADC的時鐘周期計算,共有8種選擇:1.5、7.5、13.5、28.5、41.5、55.5、71.5和239.5按最小的1.5個時鐘周期的采樣時間計算,最短的TCONV等于14個時鐘周期,如果ADC的時鐘頻率是14MHz,則ADC的速度為每秒100萬次。注意:當ADC的時鐘頻率超過14MHz時,ADC的精度將會顯著下降。STM32內置CRC模塊的使用所有的STM32芯片都內置了一個硬件的CRC計算模塊,可以很方便地應用到需要進行通信的程序中,這個CRC計算模塊使用常見的、在以太網中使用的計算多項式:X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 +X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1寫成16進制就是:0x04C11DB7使用這個內置CRC模塊的方法非常簡單,既首先復位CRC模塊(設置CRC_CR=0x01),這個操作把CRC計算的余數初始化為0xFFFFFFFF;然后把要計算的數據按每32位分割為一組數據字,并逐個地把這組數據字寫入CRC_DR寄存器(既下圖中的綠色框),寫完所有的數據字后,就可以從CRC_DR寄存器(既下圖中的蘭色框)讀出計算的結果。注意:雖然讀寫操作都是針對CRC_DR寄存器,但實際上是訪問的不同物理寄存器。有幾點需要說明:1)上述算法中變量CRC,在每次循環結束包含了計算的余數,它始終是向左移位(既從最低位向最高位移動),溢出的數據位被丟棄。2)輸入的數據始終是以32位為單位,如果原始數據少于32位,需要在低位補0,當然也可以高位補0。3)假定輸入的DWORD數組中每個分量是按小端存儲。4)輸入數據是按照最高位最先計算,最低位最后計算的順序進行。例如:如果輸入0x44434241,內存中按字節存放的順序是:0x41, 0x42, 0x43, 0x44。計算的結果是:0xCF534AE1如果輸入0x41424344,內存中按字節存放的順序是:0x44, 0x43, 0x42, 0x41。計算的結果是:0xABCF9A63STM32中定時器的時鐘源STM32中有多達8個定時器,其中TIM1和TIM8是能夠產生三對PWM互補輸出的高級定時器,常用于三相電機的驅動,它們的時鐘由APB2的輸出產生。其它6個為普通定時器,時鐘由APB1的輸出產生。下圖是STM32參考手冊上時鐘分配圖中,有關定時器時鐘部分的截圖:從圖中可以看出,定時器的時鐘不是直接來自APB1或APB2,而是來自于輸入為APB1或APB2的一個倍頻器,圖中的藍色部分。下面以定時器2~7的時鐘說明這個倍頻器的作用:當APB1的預分頻系數為1時,這個倍頻器不起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率;當APB1的預分頻系數為其它數值(即預分頻系數為2、4、8或16)時,這個倍頻器起作用,定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率兩倍。假定AHB=36MHz,因為APB1允許的最大頻率為36MHz,所以APB1的預分頻系數可以取任意數值;當預分頻系數=1時,APB1=36MHz,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz(倍頻器不起作用);當預分頻系數=2時,APB1=18MHz,在倍頻器的作用下,TIM2~7的時鐘頻率=36MHz。有人會問,既然需要TIM2~7的時鐘頻率=36MHz,為什么不直接取APB1的預分頻系數=1?答案是:APB1不但要為TIM2~7提供時鐘,而且還要為其它外設提供時鐘;設置這個倍頻器可以在保證其它外設使用較低時鐘頻率時,TIM2~7仍能得到較高的時鐘頻率。再舉個例子:當AHB=72MHz時,APB1的預分頻系數必須大于2,因為APB1的最大頻率只能為36MHz。如果APB1的預分頻系數=2,則因為這個倍頻器,TIM2~7仍然能夠得到72MHz的時鐘頻率。能夠使用更高的時鐘頻率,無疑提高了定時器的分辨率,這也正是設計這個倍頻器的初衷。STM32中外部中斷與外部事件這張圖是一條外部中斷線或外部事件線的示意圖,圖中信號線上劃有一條斜線,旁邊標志19字樣的注釋,表示這樣的線路共有19套。圖中的藍色虛線箭頭,標出了外部中斷信號的傳輸路徑,首先外部信號從編號1的芯片管腳進入,經過編號2的邊沿檢測電路,通過編號3的或門進入中斷“掛起請求寄存器”,最后經過編號4的與門輸出到NVIC中斷控制器;在這個通道上有4個控制選項,外部的信號首先經過邊沿檢測電路,這個邊沿檢測電路受上升沿或下降沿選擇寄存器控制,用戶可以使用這兩個寄存器控制需要哪一個邊沿產生中斷,因為選擇上升沿或下降沿是分別受2個平行的寄存器控制,所以用戶可以同時選擇上升沿或下降沿,而如果只有一個寄存器控制,那么只能選擇一個邊沿了。接下來是編號3的或門,這個或門的另一個輸入是“軟件中斷/事件寄存器”,從這里可以看出,軟件可以優先于外部信號請求一個中斷或事件,既當“軟件中斷/事件寄存器”的對應位為“1”時,不管外部信號如何,編號3的或門都會輸出有效信號。一個中斷或事件請求信號經過編號3的或門后,進入掛起請求寄存器,到此之前,中斷和事件的信號傳輸通路都是一致的,也就是說,掛起請求寄存器中記錄了外部信號的電平變化。外部請求信號最后經過編號4的與門,向NVIC中斷控制器發出一個中斷請求,如果中斷屏蔽寄存器的對應位為“0”,則該請求信號不能傳輸到與門的另一端,實現了中斷的屏蔽。明白了外部中斷的請求機制,就很容易理解事件的請求機制了。圖中紅色虛線箭頭,標出了外部事件信號的傳輸路徑,外部請求信號經過編號3的或門后,進入編號5的與門,這個與門的作用與編號4的與門類似,用于引入事件屏蔽寄存器的控制;最后脈沖發生器把一個跳變的信號轉變為一個單脈沖,輸出到芯片中的其它功能模塊。在這張圖上我們也可以知道,從外部激勵信號來看,中斷和事件是沒有分別的,只是在芯片內部分開,一路信號會向CPU產生中斷請求,另一路信號會向其它功能模塊發送脈沖觸發信號,其它功能模塊如何相應這個觸發信號,則由對應的模塊自己決定。在圖上部的APB總線和外設模塊接口,是每一個功能模塊都有的部分,CPU通過這樣的接口訪問各個功能模塊,這里就不再贅述了。STM32的USART發送數據時如何使用TXE和TC標志在USART的發送端有2個寄存器,一個是程序可以看到的USART_DR寄存器(下圖中陰影部分的TDR),另一個是程序看不到的移位寄存器(下圖中陰影部分Transmit Shift Register)。對應USART數據發送有兩個標志,一個是TXE=發送數據寄存器空,另一個是TC=發送結束;對照下圖,當TDR中的數據傳送到移位寄存器后,TXE被設置,此時移位寄存器開始向TX信號線按位傳輸數據,但因為TDR已經變空,程序可以把下一個要發送的字節(操作USART_DR)寫入TDR中,而不必等到移位寄存器中所有位發送結束,所有位發送結束時(送出停止位后)硬件會設置TC標志。另一方面,在剛剛初始化好USART還沒有發送任何數據時,也會有TXE標志,因為這時發送數據寄存器是空的。TXEIE和TCIE的意義很簡單,TXEIE允許在TXE標志為'1'時產生中斷,而TCIE允許在TC標志為'1'時產生中斷。至于什么時候使用哪個標志,需要根據你的需要自己決定。但我認為TXE允許程序有更充裕的時間填寫TDR寄存器,保證發送的數據流不間斷。TC可以讓程序知道發送結束的確切時間,有利于程序控制外部數據流的時序。STM32設置了很多非常有用和靈活的控制和狀態位,只要你很好地掌握了它們的用法,可以讓你的應用更加精確和高效。在STM32中如何配置片內外設使用的IO端口首先,一個外設經過配置輸入的時鐘和初始化后即被激活(開啟)。如果需要使用該外設的輸入輸出管腳,則需要配置相應的GPIO端口;否則該外設對應的輸入輸出管腳可以做普通GPIO管腳使用。
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2019-12-31 16:40:471516

vr技術如何帶你走進動物的世界

VR技術的出現讓我們對世界有了更加廣闊的認識,讓我們有機會領略到不一樣的風采,VR技術也讓我們重新認識大自然。
2020-03-16 15:38:191796

人工智能走進現實世界的切入點是

人工智能(AI)是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。而人工智能走進現實世界的切入點是什么? 想要知道人工智能走進現實世界的切入點是什么這個
2021-06-04 14:39:442007

人工智能走進現實世界的切入點 用戶體驗是關鍵

人工智能AI從理論走進現實,真正走進大家的生活。
2021-06-05 12:20:091841

蘋果助力Mini LED技術再次走進產業鏈視野

在蘋果的“助攻”下,Mini LED技術再次走進產業鏈視野。近日,蘋果在2021年第2場秋季新品發布會上帶來3款新品,其中包括被稱為“Mac筆記本電腦中歷代之最”的新款Macbook Pro,搭載
2021-10-27 09:26:393959

洲明LED煥新一座城驚艷全世界

絢爛的光影、豐富多彩的活動、沉浸式的游玩體驗,這里一直都是光影的世界、歡樂的海洋。 以裸眼3D等原創內容為牽引,以LED顯示屏為交互窗口,將整個城市打造成耀眼的多媒體藝術裝置,這樣的大手筆,正是出自洲明。 項目所使用的全部
2021-11-06 11:01:421605

洲明LED光顯方案成功走進世博會

在眾多展館中,美國、梵蒂岡、以色列等國家館,及迪拜環球港務集團、阿聯酋國家石油公司等合作伙伴展館,共計近3000㎡LED大屏均由中國的洲明科技提供。
2021-12-13 09:50:314797

HT66FB574/572多彩流光USB鼠標應用范例

電玩產業對鼠標需求越來越高,在鼠標上增加大量 RGB LED,并且可產生不同顏色與明亮 變化多種炫酷燈光效果,使游戲鼠標更加多彩多姿,其中多顆 RGB LED 在鼠標外圍圍繞, 并可產生如流水效果顏色變化的鼠標,稱為多彩流光鼠標。
2022-06-26 09:43:412

HT66FB576多彩獨立光USB鍵盤應用范例

HOLTEK 針對多顆多彩燈效產品領域,開發提供應用于多顆 RGB LED 的產品,HT66FB576 最多可應用在 128 顆 RGB LED 的產品,本身又具 USB 接口,用于多彩獨立光鍵盤相當合 適,本文將介紹使用 HT66FB576 開發多彩獨立光鍵盤方案。
2022-06-26 09:42:122

用蜂鳴器制作多彩LED

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2022-11-10 14:43:180

世界上最薄的NeoPixel LED矩陣

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2022-11-21 10:55:410

多彩世界地圖上的物聯網圣誕老人追蹤器

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2022-12-09 16:14:590

走進LED顯示屏的異形世界

異形LED顯示屏以絢麗多彩的顯示效果,靈活多變的畫面表現力,細膩清晰的視覺效果,使精彩的畫面效果得到了淋漓盡致的顯現。為人們在緊張的工作之余帶來輕松愉快的氣氛,享受音樂、美酒以及無拘無束的人際交流所帶來了無窮的樂趣。
2023-04-06 16:46:47502

MP3320A | 這顆芯,律動多彩呼吸節奏

點擊標題下「MPS芯源系統」可快速關注 WLED(白光LED)為我們帶來了白色光芒,但生活也應該充滿絢麗多彩的景象,RGB(紅綠藍)LED 就是色彩的使者, RGB+W 驅動精靈 MP3320A
2023-07-20 12:10:02441

LED球型屏驚艷世界的背后,洲明的厚積與薄發

LED行業的發展史上,LED顯示與LED照明曾因主要功能不同而被劃分為兩個行業陣營,前者注重展示信息,后者注重照亮和裝飾。
2023-07-27 14:09:23648

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