STM32入门基础知识点 |
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STM32入门基础知识点
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一、什么是32单片机
在学习STM32之前，首先应该学习一下51单片机。51单片机作为一款入门级的经典单片机，是目前应用最广泛的8位单片机之一。但随着市场产品竞争的加剧，51单片机现有的资源就显得力不从心了。 ARM公司首先推出了基于ARMv7架构对的32位Cortex-M3微型控内核，紧随其后ST公司推出了基于Cortex-M3内核的STM32单片机。因此，STM32的芯片由两部分组成：Cortex-M3微型控内核+ST公司开发的片上外设。
Cortex-M3内核相当于CPU，CPU和片上外设是通过4条总线来完成的： 1、ICode总线中的I表示Instruction，即指令。我们写好的程序编译后就变成一条条指令，都存储在Flash中，ICode总线就是内核读取指令的专用通道。 2、Dcode总线中的D表示Data，即数据。数据分为常量和变量，常量存储在内部Flash中，变量存储在内部SRAM中。因为DMA也可以访问数据，为了便面访问冲突，在取数的时候需要经过一个总线矩阵仲裁。 3、System总线主要用来访问外设的寄存器。 4、DMA总线即可以传输内部Flash中的数据、也可以传输SRAM和外设的寄存器中的数据。因为DCode也可以访问数据，为了便面访问冲突，在取数的时候需要经过一个总线矩阵仲裁。 5、片上外设（如GPIO、USART、IIC、SPI等）是挂在由AHB总线延伸出来的APB1和APB2总线上 二、存储器映射和寄存器映射 存储器映射存储器本身不具有地址信息，它的地址是由厂家或者用户分配的，给存储器分配地址的过程叫做存储器映射，如果给存储器再分配一个地址就叫存储器重映射。 STM32的内部Flash、SRAM、AHB桥和APB桥，片上外设等共同排列在一个4GB的地址空间内。这个4GB空间被分为个块，分别为：Block0、Block1、Block2、Block3、Block4、Block5、Block6、Block7，其中Block0被设计成内部Flash、Block1位SRAM、Block2被设计成片上外设。 序号用途地址范围Block0Code0x0000 0000~0x1FFF FFFFBlock1SRAM0x2000 0000~0x3FFF FFFFBlock2片上外设0x4000 0000~0x5FFF FFFFBlock3FSMC的bank1~bank20x6000 0000~0x7FFF FFFFBlock4FSMC的bank3~bank40x8000 0000~0x9FFF FFFFBlock5FSMC寄存器0xA000 0000~0xBFFF FFFFBlock6没有使用0xC000 0000~0xDFFF FFFFBlock7Cortex-M3内部外设0xE000 0000~0xFFFF FFFF 寄存器映射Block2中设计的是片上外设，其中每4个字节（32位）为一个单元，每一个单元对应不同的功能，控制这些单元就可以驱动片上外设工作。我们可以利用指针来访问这些单元，但是STM32中有很多单元，利用这种方式来访问，不好记忆且容易出错。根据每一个单元功能的不同，以功能为名给这个内存单元去一个别名，这个别名就是寄存器。 给已经分配好地址的、有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。 寄存器的封装示例 #define FLASH_BASE ((uint32_t)0x08000000) //FLASH #define SRAM_BASE ((uint32_t)0x20000000) //SRAM #define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000) //片上外设基地址 #define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE //APB1总线基地址 #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)//APB2总线基地址 #define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x20000)//AHB总线基地址 #define TIM2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0000) //定时器TIM2基地址 #define TIM3_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0400) #define TIM4_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0800) #define TIM5_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0C00) #define TIM6_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1000) #define TIM7_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1400) #define TIM12_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1800) #define TIM13_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1C00) #define TIM14_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x2000) #define RTC_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x2800) #define WWDG_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x2C00) #define IWDG_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x3000) #define SPI2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x3800) #define SPI3_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x3C00) #define USART2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x4400) #define USART3_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x4800) #define UART4_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x4C00) #define UART5_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x5000) #define I2C1_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x5400) #define I2C2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x5800) #define CAN1_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x6400) #define CAN2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x6800) #define BKP_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x6C00) #define PWR_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x7000) #define DAC_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x7400) #define CEC_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x7800) #define AFIO_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0000) #define EXTI_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0400) #define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800) //GPIOA基地址 #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00) #define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000) #define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1400) #define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1800) #define GPIOF_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00) #define GPIOG_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2000) #define ADC1_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2400) #define ADC2_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2800) #define TIM1_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2C00) #define SPI1_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x3000) #define TIM8_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x3400) #define USART1_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x3800) #define ADC3_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x3C00) #define TIM15_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4000) #define TIM16_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4400) #define TIM17_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4800) #define TIM9_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4C00) #define TIM10_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x5000) #define TIM11_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x5400) #define SDIO_BASE (PERIPH_BASE + 0x18000) #define DMA1_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0000) #define DMA1_Channel1_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0008) #define DMA1_Channel2_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x001C) #define DMA1_Channel3_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0030) #define DMA1_Channel4_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0044) #define DMA1_Channel5_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0058) #define DMA1_Channel6_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x006C) #define DMA1_Channel7_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0080) #define DMA2_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0400) #define DMA2_Channel1_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0408) #define DMA2_Channel2_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x041C) #define DMA2_Channel3_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0430) #define DMA2_Channel4_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0444) #define DMA2_Channel5_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x0458) #define RCC_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x1000) #define CRC_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x3000) #define FLASH_R_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x2000) /*!< Flash registers base address */ #define OB_BASE ((uint32_t)0x1FFFF800) /*!< Flash Option Bytes base address */ #define ETH_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x8000) #define ETH_MAC_BASE (ETH_BASE) #define ETH_MMC_BASE (ETH_BASE + 0x0100) #define ETH_PTP_BASE (ETH_BASE + 0x0700) #define ETH_DMA_BASE (ETH_BASE + 0x1000) #define FSMC_Bank1_R_BASE (FSMC_R_BASE + 0x0000) /*!< FSMC Bank1 registers base address */ #define FSMC_Bank1E_R_BASE (FSMC_R_BASE + 0x0104) /*!< FSMC Bank1E registers base address */ #define FSMC_Bank2_R_BASE (FSMC_R_BASE + 0x0060) /*!< FSMC Bank2 registers base address */ #define FSMC_Bank3_R_BASE (FSMC_R_BASE + 0x0080) /*!< FSMC Bank3 registers base address */ #define FSMC_Bank4_R_BASE (FSMC_R_BASE + 0x00A0) /*!< FSMC Bank4 registers base address */ #define DBGMCU_BASE ((uint32_t)0xE0042000) /*!< Debug MCU registers base address */ 三、学习方法了解了存储器和寄存器映射的相关知识，我们就可以进一步了解其编程方法。 51单片机编程是经典的位操作，例如通过关键字sbit实现位定义，通过对一个比特位进行读和写，来控制I/O点的电平或者完成其他操作（定时、串口通信等）。其编程实质就是利用位操作，控制51单片机上的片上寄存器。 例如，点亮一个LED。 /*-------------------------------------------------------------------------- 点亮一个LED --------------------------------------------------------------------------*/ #include //51单片机头文件 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit LED1=P2^0; //P2^0即为51单片机的寄存器，其封装定义可在reg52.h中查看 void main(void) { LED1=0; while(1); } /*-------------------------------------------------------------------------- 头文件 REG52.H ，内部有对51单片机的寄存器的封装 --------------------------------------------------------------------------*/ #ifndef __REG52_H__ #define __REG52_H__ /* BYTE Registers */ sfr P0 = 0x80; sfr P1 = 0x90; sfr P2 = 0xA0; sfr P3 = 0xB0; sfr PSW = 0xD0; sfr ACC = 0xE0; sfr B = 0xF0; sfr SP = 0x81; sfr DPL = 0x82; sfr DPH = 0x83; sfr PCON = 0x87; sfr TCON = 0x88; sfr TMOD = 0x89; sfr TL0 = 0x8A; sfr TL1 = 0x8B; sfr TH0 = 0x8C; sfr TH1 = 0x8D; sfr IE = 0xA8; sfr IP = 0xB8; sfr SCON = 0x98; sfr SBUF = 0x99; /* 8052 Extensions */ sfr T2CON = 0xC8; sfr RCAP2L = 0xCA; sfr RCAP2H = 0xCB; sfr TL2 = 0xCC; sfr TH2 = 0xCD; /* BIT Registers */ /* PSW */ sbit CY = PSW^7; sbit AC = PSW^6; sbit F0 = PSW^5; sbit RS1 = PSW^4; sbit RS0 = PSW^3; sbit OV = PSW^2; sbit P = PSW^0; //8052 only /* TCON */ sbit TF1 = TCON^7; sbit TR1 = TCON^6; sbit TF0 = TCON^5; sbit TR0 = TCON^4; sbit IE1 = TCON^3; sbit IT1 = TCON^2; sbit IE0 = TCON^1; sbit IT0 = TCON^0; /* IE */ sbit EA = IE^7; sbit ET2 = IE^5; //8052 only sbit ES = IE^4; sbit ET1 = IE^3; sbit EX1 = IE^2; sbit ET0 = IE^1; sbit EX0 = IE^0; /* IP */ sbit PT2 = IP^5; sbit PS = IP^4; sbit PT1 = IP^3; sbit PX1 = IP^2; sbit PT0 = IP^1; sbit PX0 = IP^0; /* P3 */ sbit RD = P3^7; sbit WR = P3^6; sbit T1 = P3^5; sbit T0 = P3^4; sbit INT1 = P3^3; sbit INT0 = P3^2; sbit TXD = P3^1; sbit RXD = P3^0; /* SCON */ sbit SM0 = SCON^7; sbit SM1 = SCON^6; sbit SM2 = SCON^5; sbit REN = SCON^4; sbit TB8 = SCON^3; sbit RB8 = SCON^2; sbit TI = SCON^1; sbit RI = SCON^0; /* P1 */ sbit T2EX = P1^1; // 8052 only sbit T2 = P1^0; // 8052 only /* T2CON */ sbit TF2 = T2CON^7; sbit EXF2 = T2CON^6; sbit RCLK = T2CON^5; sbit TCLK = T2CON^4; sbit EXEN2 = T2CON^3; sbit TR2 = T2CON^2; sbit C_T2 = T2CON^1; sbit CP_RL2 = T2CON^0; #endif和51单片机一样，32也可以通过类似的方法（位带操作），控制片上外设的寄存器。STM32中没有sbit这样的关键字，其对片上外设寄存器的控制是通过访问位带别名区来实现的。 例如，点亮LED //32对寄存器的封装头文件stm32f10x.h #define PERIPH_BASE ((unsigned int)0x40000000) #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000) #define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x20000) #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00) #define GPIOB_CRL *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x00) #define GPIOB_CRH *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x04) #define GPIOB_IDR *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x08) #define GPIOB_ODR *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x0C) #define GPIOB_BSRR *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x10) #define GPIOB_BRR *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x14) #define GPIOB_LCKR *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x18) #define RCC_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x1000) #define RCC_APB2ENR *(unsigned int*)(RCC_BASE+0x18) //主函数 #include "stm32f10x.h" int main(void) { RCC_APB2ENR |= (1 |
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