STM32学习笔记

读书参考手册 1  STM32不完全手册 2  基于MDK的STM32处理器开发应用 3  STM32中文参考手册 4  Cortex-M3权威指南 5  STM32固件库使用手册 6  STM32_在KEIL_MDK环境下使用V3.4库 经过这段时间，基本知道了内容。例如系统初始化配置，看门狗，定时器，AD，SPI等等内容。这段时间，需要结合example例子，熟悉编程风格以及加深内容理解。 这次看书最重要，属于收获的阶段。大概看一个星期吧，仔细研究。然后就是开发板回来，通过动手，实践出真知。 2011-11-17 《基于MDK的STM32处理器开发应用》笔记 第一章：Cortex-M3处理器简介 2006年就推出了ARMv7（不是ARM7）内核，和DSP一样，有多个系列。A/R/M三个系列，很巧合，和ARM（advanced risc machines，英国公司，不生产芯片，提供MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713853611301_2芯片 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 挣钱并提供软件开发工具、编译器）同名。 A：application，高端应用型号； R：RealTime，实时系统； M：MCU，低端微控制器。  产业链构成 内核设计 <-> 芯片设计<-> 芯片制造 <-> 产品设计<-> 产品制造 ARM公司    | ST意法半导体公司|      |自动化公司 标号含义 STM32 F 103 R C T 6 xxx Device family STM32 = ARM-based 32-bit microcontroller Product type F = general-purpose Device subfamily 103 = performance line 101 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 型 103增强型 Pin count R = 64 pins V = 100 pins Z = 144 pins Flash memory size C = 256 Kbytes of Flash memory D = 384 Kbytes of Flash memory E = 512 Kbytes of Flash memory Package H = BGA T = LQFP（薄四方扁平封装） Y = WLCSP64 Temperature range 6 = Industrial temperature range, –40 to 85 °C. 7 = Industrial temperature range, –40 to 105 °C.       第二章：Cortex-M3编程模型 1. 模式、状态 1.1. 两种模式 处理模式：handle，异常时进入，特权状态； 线程模式：thread，正常处理模式，可以运行于特权和用户（非特权）状态； 1.2 两种状态 特权状态：可以访问所有资源； 非特权状态：某些资源是不能访问的。 两种模式/状态可以构成一个2*2矩阵。处理器启动后进入线程模式特权状态，可以手工切换到用户状态，可是无法切换回特权状态了！除非异常，进入处理模式，然后回到特权状态。 2. 堆栈介绍 包括主堆栈、进程栈。系统启动后，使用主堆栈。进入线程模式后，可以使用进程栈。异常使用主堆栈。 3. 寄存器，20个32位 R0~R12, 13个通用寄存器； 分组寄存器Banked，R13， 用于指示堆栈顶部，堆栈是向下生长的； 连接寄存器R14（LR），用于存储返回地址； 程序寄存器PC，指示下一条指令地址； XPSR，程序状态寄存器，A应用/I中断/E执行。 中断发生三步走： 1． 现场自动保护。当异常发生时候，R0~R3，R12，LR，PC（如果当前是PSP就如PSP，否则如MSP，进入异常后，将使用MSP），xPSR入栈。 为什么仅仅保存了R0~R3，R12这几个通用寄存器，其它的通用寄存器就是下等公民？原因在于编译器优化ISR，一般会使用这几个寄存器，其它不用，所以不保存。如果用到了R4，编译器也会生产相应代码保存R4。 2． 取中断向量。保护现场堆栈操作时，ICODE总线会根据中断向量表（DCODE完成查表操作），预取指。这儿可以体会到了专用总线的优点，多个事情可以同时进行。 3． 更新寄存器。入栈会更新PSP/MSP到最新的位置，然后让SP=MSP。PSR存储当前的异常编号。PC指向入口地址。LR被更新位EXC_RETURN（仅有三个合法的值，异常的时候，栈保存的PC值为返回地址，LR作为PC返回地址仅用于子函数调用，异常LR指示返回状态）。 4． 123完成后，开始执行服务例程。 中断返回。如果将EXC_RETURN写入到PC，就会开始中断返回操作。首先恢复现场，然后把NVIC的中断活动位置0。 疑问：既然有LR寄存器，为何需要保存PC值？ R14/LR存储子程序的返回地址。当程序调用时候，PC值为当前指令地址+4（应该在子程序里面吧），并不是返回地址，所以必须由LR保留返回地址！！ 当异常发生时候，LR却不变化，此时PC存的返回地址是返回地址！！ 所以，LR，PC这两个地址不是等价的，分别在子函数和异常中保留返回地址。 中断尾链异常：当中断运行过程中，碰到一个低优先级的ISR过来，该功能可以有用，加快了中断响应速度。 中断迟到异常：中断响应过程中，如果碰到高优先级的ISR过来，会现场保护完毕后，执行高优先级的ISR，然后运行完毕后，会尾链异常，切换到低优先级的ISR运行。如果，迟到太狠，就是中断嵌套了，且没有中断尾链异常！ 4. 指令集 Cortex-M3支持16位的thumb指令和32位的thumb2指令。不支持ARM指令。 5. 系统控制寄存器 在内存空间固定分配，实现系统控制功能。 第三章 STM32处理器总线结构和存储器 1 总线结构 Cortex-M3内核的Icode总线，Dcode总线，System总线，私有外设总线。 Icode总线：负责Flash取指（0x00000000~0x1FFFFFFF）； Dcode总线：负责Flash取数，查表（0x00000000~0x1FFFFFFF）； -----------------------------均小于SRAM地址，或者讲为block0区，大小512MB。 System总线：负责访问外设和片上资源，包括SRAM，片上外设，外扩RAM，外扩外设，系统存储区的供应商定义部分； 私有外设总线：主要是访问调试专用的资源，位于系统存储区。 AHB：先进高性能总线，72MHZ。 APB：先进外设总线，APB2高速，72MHZ，APB1低速，36MHZ。 APB1：USB，UART2~3，CAN，I2C，BKP，WDG，TIM2~4，SPI2； APB2：TIM1，UART1，SPI1，GPIOx，ADCx，EXIT； 2 存储器组织与映射 Cortex-M3采用统一编址方式，存储空间为4GB，小开端存放（引脚可配大开端）。分成8大块，每块都是512MB。这样，可以采用内存访问的方式去统一访问所有资源。 和PC一样，存储区最小单位为字节，但是总线和寄存器为32位，所以，一次就是取了4个字节。这就是为什么一个中断向量一下存4个字节，pc也是+4的原因。      片内Flash，起始地址为0x08000000；片内RAM为0x20000000（512MB）。 对于RAM和外设都有位带区和位带别名区，主要就是考虑方便位操作。 位带别名地址 = 位带别名起始地址 + 位带区字节偏移地址*32 + 位偏移地址*4 两个位带区和对应的位带别名区，位带区大小为1MB，别名区大小为32MB。 位带区1:0x20000000~0x20100000 别名区1:0x22000000~0x23FFFFFF  -------RAM使用 位带区2:0x40000000~0x40100000 别名区2:0x42000000~0x43FFFFFF  -------外设使用 将一位映射到一个字，所以从1MB扩带到了32MB。 外设区映射片上外设的寄存器，这样通过内存变量操作实现了外设控制。 系统启动有三处：Flash: 0x08000000 ~ 0x0807FFFF, 大小为0x80000, 512KB。 System memory: 0x1FFFF000~0x1FFFF7FF，大小为0x8000, 32KB。 （运行bootloader，用于系统程序更新，串口下载） SRAM：0x20000000~0x2000FFFF，大小为0x10000,64KB。 通过对BOOT[0,1]引脚配置，实现Flash存储区/系统存储区/内嵌SRAM区启动选择，硬件会自动将选择的启动区映射到“系统启动区”。这样，都是从0x00000000的系统启动区开始运行，其实CODE的真实地址不是0x00000000。 注意：系统启动区0x0000000 ~ 0x0007FFFF，大小为三个区域的最大的512KB。该区域其实为上述三个区域的别名区。 STM32F103VC，Flash大小为256KB，SRAM位48KB。 3 系统启动配置 通过配置BOOT[0..1]引脚，实现启动区的映射，但是用以前的物理区地址也可以访问。也就是说某个空间可能有两个地址，和位段类似。 第四章 Cortex-M3的异常处理 1 异常响应 Cortex-M3异常响应来讲，是非常迅速的。其中涉及了一些非常重要的技术。 1 现场自动保护与恢复。异常时，会自动保存某些寄存器，退出时，会自动恢复。 2 中断向量的获取（ICODE取址/DCODE查表）和现场保护（System RAM堆栈操作）同步。 3 中断嵌套和优先级分组。 4 中断尾链技术（减少了不必要的堆栈保护），中断迟到技术（让优先级高的后到先做）。 中断尾链：当一个ISR运行时候，另外一个低优先级的ISR到来，后来的会阻塞。当ISR执行完毕后，不用恢复现场，而是让阻塞的ISR运行。减少了中断的开销。 中断迟到：特指ISR现场保护这段很短的时间，如果有个更高的优先级的中断到来，现场保护完毕后，是立马执行晚到的ISR。否则ISR运行过程中来，就是中断嵌套了。 中断响应时候，如果用的PSP，现场就保存于PSP，否则保存与MSP。不过进入ISR后，就会使用MSP。堆栈是“向下生长”的。每次中断嵌套就要加8个字的空间，嵌套过深，可能导致MSP溢出。 有个疑问:为什么尾链可以不保存，而嵌套必须保存。原因：中断嵌套发生于ISR正在运行，所以需要保护当前ISR的一些状态。而尾链发生于ISR执行完毕，故没有必要保护ISR状态。