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带你走进STM32的世界
wangjimima 发表于 2017/8/7 14:53:14 1132 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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STM32F10xx时钟系统框图：时钟是整个系统的脉搏
下图是STM32F10xx时钟系统的框图，通过这个图可以一目了然地看到各个部件时钟产生的路径，还可以很方便地计算出各部分的时钟频率。
STM32的四个时钟源(HSI、HSE、LSI和LSE)也在图中标出；图中间的时钟监视系统(CSS)是在很多ST7的单片机中就出现的安全设置。特别注意：图的右边，输出定时器时钟之前有一个乘法器，它的操作不是由程序控制的，是由硬件根据前一级的APB预分频器的输出自动选择，当APB预分频器的分频因子为1时，这个乘法器无作用；当APB预分频器的分频因子大于1时，这个乘法器做倍频操作，即将APB预分频器输出的频率乘2，这样可以保证定时器可以得到最高的72MHz时钟脉冲。
STM32上很多管脚功能可以重新映射
STM32上有很多I/O口，也有很多的内置外设，为了节省引出管脚，这些内置外设都是与I/O口共用引出管脚，ST称其为I/O管脚的复用功能，相信这点大家都很清楚，因为基本上所有单片机都是这么做的。但不知有多少人知道，很多复用功能的引出脚可以通过重映射，从不同的I/O管脚引出，即复用功能的引出脚位是可通过程序改变的。
这一功能的直接好处是，PCB电路板的设计人员可以在需要的情况下，不必把某些信号在板上绕一大圈完成联接，方便了PCB的设计同时潜在地减少了信号的交叉干扰。复用功能引出脚的重映射功能所带来的潜在好处是，在你不需要同时使用多个复用功能时，虚拟地增加复用功能的数量。例如，STM32上最多有3个USART接口，当你需要更多UART接口而又不需要同时使用它们时，可以通过这个重映射功能实现更多的UART接口。
下述复用功能的引出脚具有重映射功能：
- 晶体振荡器的引脚在不接晶体时，可以作为普通I/O口
- CAN模块
- JTAG调试接口
- 大部分定时器的引出接口
- 大部分USART的引出接口
- I2C1的引出接口
- SPI1的引出接口
详细内容请看STM32的技术参考手册。
请务必记住：如果使用了任意一种重映射功能，在初始化和使用之前，一定要打开AFIO时钟。
下图示出了部分复用功能引出脚的重映射结果：
【演示实例】一个在EK-STM32F板子上的RTC作为calender的例子
硬件连接：串口线连至板子的UART-0端口。超级终端设置为：
Bits Per seconds: 115200
Data bits: 8
Parity: none
Stop bits: 1
Flow control Hardware
板子第一次跑这个程序时，进入时间配置。
根据超级终端上的提示，一次输入年，月，日，时，分，秒
（1月就输入01，10月直接输入10；同理3号就输入03）
随后当前的时间就显示到了超级终端上，并且每秒刷新。
没有断电的情况下再跑这个程序，由于看到bake up区域有被设置过时间的标志，不再进入时间设置阶段，而是直接到时间显示间断，在超级终端上，每秒刷新。
当然如果在EK-STM32F板子上将Vbat和电池相接，具体就是：将红色的电源跳线帽中的从下往上数的第5个取下，从原来的水平放置改成竖直放置（和上面的VBAT相连）。就算断电，只要再上电，看到back up区域中的记号，一样直接进入时间显示。因为断电后，back up区域由电池供电，其中记录的记号不会由于系统掉电而消失。
【演示实例】使用EK-STM32F板测量STM32的功耗
这个例子演示了如何使用EK-STM32F开发评估板测量STM32F103VBT6在各种模式下的功耗。例子中演示了如何进入STM32的各种模式(RUN、SLEEP、STOP、STANDBY)，使用这个例子您可以通过EK-STM32F板上的红色跳线(VDD、VREF+和VDDA)测量功耗。
本实例首先通过UART与Windows的Hyperterminal通信，用户可以选择需要进入的功耗模式，然后这个例程把用户选好的配置存到后备寄存器，再次复位后STM32将进入之前选定的模式。
附件包中包含了一个说明文件，详细说明了如何设置板上的跳线和操作的过程。
STM32 GPIO的十大优越功能综述
前几天Hotpower邀请大家讨论一下GPIO的功能、性能和优缺点(STM32的GPIO很强大~~~)，等了几天没见太多人发言，但综合来看提到了3点：1）真双向IO，2）速度快，3）寄存器功能重复。关于第3点有说好，有说多余的，见仁见智。
下面我就在做个抛砖引玉，根据ST手册上的内容，简单地综述一下GPIO的功能：
一、共有8种模式，可以通过编程选择：
1. 浮空输入
2. 带上拉输入
3. 带下拉输入
4. 模拟输入
5. 开漏输出——(此模式可实现hotpower说的真双向IO)
6. 推挽输出
7. 复用功能的推挽输出
8. 复用功能的开漏输出
模式7和模式8需根据具体的复用功能决定。
二、专门的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)实现对GPIO口的原子操作，即回避了设置或清除I/O端口时的“读-修改-写”操作，使得设置或清除I/O端口的操作不会被中断处理打断而造成误动作。
三、每个GPIO口都可以作为外部中断的输入，便于系统灵活设计。
四、I/O口的输出模式下，有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz)，这有利于噪声控制。
五、所有I/O口兼容CMOS和TTL，多数I/O口兼容5V电平。
六、大电流驱动能力：GPIO口在高低电平分别为0.4V和VDD-0.4V时，可以提供或吸收8mA电流；如果把输入输出电平分别放宽到1.3V和VDD-1.3V时，可以提供或吸收20mA电流。
七、具有独立的唤醒I/O口。
八、很多I/O口的复用功能可以重新映射，见：你知道吗？STM32上很多管脚功能可以重新映射。
九、GPIO口的配置具有上锁功能，当配置好GPIO口后，可以通过程序锁住配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。此功能非常有利于在程序跑飞的情况下保护系统中其他的设备，不会因为某些I/O口的配置被改变而损坏——如一个输入口变成输出口并输出电流。
十、输出模式下输入寄存器依然有效，在开漏配置模式下实现真正的双向I/O功能。
STM32内置参照电压的使用
每个STM32芯片都有一个内部的参照电压，相当于一个标准电压测量点，在芯片内部连接到ADC1的通道17。
根据数据手册中的数据，这个参照电压的典型值是1.20V，最小值是1.16V，最大值是1.24V。这个电压基本不随外部供电电压的变化而变化。
不少人把这个参照电压与ADC的参考电压混淆。ADC的参考电压都是通过Vref+提供的。100脚以上的型号，Vref+引到了片外，引脚名称为Vref+；64脚和小于64脚的型号，Vref+在芯片内部与VCC信号线相连，没有引到片外，这样AD的参考电压就是VCC上的电压。
在ADC的外部参考电压波动，或因为Vref+在芯片内部与VCC相连而VCC变化的情况下，如果对于ADC测量的准确性要求不高时，可以使用这个内部参照电压得到ADC测量的电压值。
具体方法是在测量某个通道的电压值之前，先读出参照电压的ADC测量数值，记为ADrefint；再读出要测量通道的ADC转换数值，记为ADchx；则要测量的电压为：
Vchx = Vrefint * (ADchx/ADrefint)
其中Vrefint为参照电压=1.20V。
上述方法在使用内置温度传感器对因为温度变化，对系统参数进行补偿时就十分有效。
STM32的ADC输入通道配置
STM32中最多有3个ADC模块，每个模块对应的通道不完全重叠。
下图是STM32F103CDE数据手册中的总框图的左下角，图中可以看出有8个外部ADC管脚分别接到了3个ADC模块，有8个外部ADC管脚只分别接到了2个ADC模块，还有5个外部ADC管脚只接到了ADC3模块，这样总共是21个通
道。