stm32week13
stm32学习
九.stm32与HAL库
4.时钟树
stm32f103所拥有的时钟源:

外部时钟的稳定性比内部的高,但是成本高,需要在外部额外接

关于上述时钟树的简图:

右下四个是HAL库中的初始化函数
F4的时钟树简图:

F7的时钟树简图:

H7的时钟树简图:

低频的部分与其它型号的一致
H7除内外部的高速低速振荡器以外,还有高速内部振荡器(HSI48)、低功耗内部振荡器(CSI)、时钟安全系统(CSS)、特殊时钟恢复系统(CRS)
5.时钟初始化函数
HAL库中使能某个外设的时钟:__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
系统时钟初始化函数(sys_stm32_clock_init函数):HAL_RCC_OscConfig()和HAL_RCC_ClockConfig()
OscConfig的作用是初始化底层振荡器硬件,包括内外部高低速晶振
ClockConfig的作用是配置系统级时钟树,包括系统时钟(SYSCLK)、AHB/APB总线时钟等
F1芯片的系统时钟初始化函数的用法:
OscConfig函数:
HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct)// 初始化函数typedef struct
{uint32_t OscillatorType; // 振荡器类型(HSE/HSI/LSE/LSI)uint32_t HSEState; // HSE状态(使能/旁路/关闭)uint32_t HSEPredivValue; // HSE预分频值uint32_t HSIState; // HSI状态(使能/校准)uint32_t HSICalibrationValue; // HSI校准值uint32_t LSEState; // LSE状态(使能/关闭)uint32_t LSIState; // LSI状态(使能/校准)HAL_RCC_PLLInitTypeDef PLLInit;// PLL具体参数(倍频/分频因子)
} HAL_RCC_OscConfigTypeDef;typedef struct
{uint32_t PLLState; /*!< PLL 使能/关闭状态 */uint32_t PLLSource; /*!< PLL 输入时钟源 */uint32_t PLLMUl; /*!PLL倍频系数*/
} HAL_RCC_PLLInitTypeDef;
ClockConfig函数:
HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t Flatency); // Flatency是flash等待周期typedef struct
{uint32_t ClockType; // 要配置的时钟(SYSCLK/HCLK/PCLK1/PCLK2)uint32_t SYSCLKSource; // 系统时钟源(PLL/HSE/HSI)uint32_t AHBCLKDivider; // AHB总线分频系数uint32_t APB1CLKDivider; // APB1总线分频系数(低速外设)uint32_t APB2CLKDivider; // APB2总线分频系数(高速外设)
} HAL_RCC_ClockConfigTypeDef;
F4/7系列的系统时钟初始化函数:
OscConfig函数(除PLL初始化外与F1一致):
typedef struct
{uint32_t PLLState; /*!< PLL 使能/关闭状态 */uint32_t PLLSource; /*!< PLL 输入时钟源 */uint32_t PLLM; /*!< 输入时钟分频因子(仅针对 HSE/HSI 输入) */uint32_t PLLN; /*!< 倍频因子 */uint32_t PLLP; /*!< 主输出分频因子(供系统时钟 SYSCLK) */uint32_t PLLQ; /*!< 副输出分频因子(供 USB/SDIO 等外设) */
} HAL_RCC_PLLInitTypeDef;
ClockConfig函数:与F1一致
H7系列:
OscConfig函数:
HAL_RCC_OscConfig(RCC_OscInitTypeDef *RCC_OscInitStruct)// 初始化函数typedef struct
{uint32_t OscillatorType; // 振荡器类型(HSE/HSI/LSE/LSI)uint32_t HSEState; // HSE状态(使能/旁路/关闭)uint32_t HSIState; // HSI状态(使能/校准)uint32_t HSICalibrationValue // HSI校准值uint32_t LSEState; // LSE状态(使能/关闭)uint32_t LSIState; // LSI状态(使能/校准)uint32_t HSI48State; // HSI48状态uint32_t CSIState; // CSI状态uint32_t CSICalibrationValue //CSI校准微调值HAL_RCC_PLLInitTypeDef PLLInit;// PLL具体参数(倍频/分频因子)
} HAL_RCC_OscConfigTypeDef;typedef struct
{uint32_t PLLState; /*!< PLL 使能/关闭状态 */uint32_t PLLSource; /*!< PLL 输入时钟源 */uint32_t PLLM; /*!< 输入时钟分频因子(仅针对 HSE/HSI 输入) */uint32_t PLLN; /*!< 倍频因子 */uint32_t PLLP; /*!< 主输出分频因子(供系统时钟 SYSCLK) */uint32_t PLLQ; /*!< 副输出分频因子(供 USB/SDIO 等外设) */uint32_t PLLR; //分频系数Ruint32_t PLLRGE; // PLL时钟输入范围uint32_t PLLVCOSEL; // PLL时钟输出范围uint32_t PLLFRACN; // PLL VCO乘数因子的小数部分
} HAL_RCC_PLLInitTypeDef;
ClockConfig函数:
HAL_RCC_ClockConfig(RCC_ClkInitTypeDef *RCC_ClkInitStruct, uint32_t Flatency); // Flatency是flash等待周期typedef struct
{uint32_t ClockType; // 要配置的时钟(SYSCLK/HCLK/PCLK1/PCLK2)uint32_t SYSCLKSource; // 系统时钟源(PLL/HSE/HSI)uint32_t AHBCLKDivider; // AHB总线分频系数uint32_t APB1CLKDivider; // APB1总线分频系数(低速外设)uint32_t APB2CLKDivider; // APB2总线分频系数(高速外设)uint32_t APB3CLKDivider; // APB3总线分频系数(高速外设)uint32_t APB4CLKDivider; // APB4总线分频系数(高速外设)
} HAL_RCC_ClockConfigTypeDef;
拓展时钟的初始化函数,结构体的参数过多,省略:

6.sys文件夹和SysTick
sys文件夹的内容:

SysTick,即系统滴答定时器,包含在M3/4/7内核里面,核心是一个24位的递减计数器

HCLK下方的是H7系列的给SysTick提供时钟源的
与SysTick相关的寄存器:
SysTick控制及状态寄存器(CTRL):

SysTick重装载数值寄存器(LOAD)

SysTick当前数值寄存器(VAL):

复位值为0
7.delay函数
delay_init()函数:

sysclk为72(一般),先将CTRL的值设为0,再将系统时钟的分频值设为8分频,g_fac_us为全局变量,值为9(要数9次才有1us)
delay_us()函数:

1<<0的作用是将十进制的1转换成0x01
delay_ms()函数:

delay_ms是由delay_us实现的
8.printf函数
printf函数输出流程:

在不用半主机模式的情况下实现printf的方法:微库法、代码法
微库法简单但消耗
微库法:

代码法:1个预处理、2个定义、3个函数
- #pragma import(__use_no_semihosting),确保不从C库中使用半主机函数
- 定义__FILE结构体,避免HAL库某些情况下报错
- 定义FILE__stdout,避免编译报错
- 实现_ttywrch、_sys_exit和_sys_command_string三个函数
实现fputc函数:

十.GPIO
1.简介
General Purpose Input Output,即通用输入输出端口,简称GPIO
作用:负责采集外部期间的信息或者控制外部器工作,即输入输出
特点:
- 每个IO口都可以做中断
- 快速翻转,每次翻转最快需要两个时钟周期
- 工作电压范围2v <= VDD <= 3.6v
- GPIO识别电压:COMS端口:-0.3v <= V I L V_{IL} VIL <= 1.164v,1.833v <= V I H V_{IH} VIH <= 3.6v
- 输出电流:单个IO,最大25mA