• 第三篇，芯片启动和时钟系统

    芯片启动和时钟系统

    1.芯片启动

    首先stm32会根据启动方式(参考手册2.4节)从启动位置加载启动代码到内存中，之后开始执行启动代码，一般启动代码使用官方提供的即可 ---------- xxx.s

    启动代码的工作：

    初始化堆栈空间，定义异常向量表 调用SystemInit ----------- 系统初始化 初始化时钟，调整异常向量表 执行main ---------- 主函数

    芯片要开始工作，必须初始化时钟和内存，stm32的内存使用片内SRAM，可以直接使用，时钟需要初始化，ARM芯片需要定义异常向量表，执行C语言代码必须初始化堆栈。

    stm32f407推荐的主时钟频率 168MHz

    2.产生原始频率的硬件

    (1)晶振

    (2)RC(LC)振荡电路

    原始频率不会很高，使用前必须升频，升频使用PLL(升频)电路

    CPU时钟系统的大体结构

    3.stm32f407的原始时钟

    HSI RC -------------- 高速内部振荡时钟 16M HSE OSC ------------- 高速外部晶振 4~26M(8M) //以上两个时钟源可以直接作为系统主时钟，也可以通过PLL升频后作为主时钟 LSI RC --------------- 低速内部振荡时钟 32K ----- 看门狗 LSE OSC -------------- 低速外部晶振 32.768K ----- RTC

    stm32f407的时钟树

    PLL的输出时钟 = PLL输入时钟 X PLLN / PLLM / PLLP

    168M = 8M X 336 / 8 / 2

    4.将keil5的工程的系统时钟配置为168MHz

    （1）修改system_stm32f4xx.c的254行

    #define PLL_M 8

    （2）修改stm32f4xx.h的127行

    //该文件是只读属性文件，要去文件系统中找到该文件，去掉只读属性 #define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000) /*!< Value of the External oscillator in Hz */

    练习：

    将系统主频配置为168M

    修改PLL，调节系统主频

    #define PLL_N 336//168M #define PLL_N 432//216M 超频 #define PLL_N 168//84M 降频

    系统总线时钟频率：

    SYSCLK时钟 ------------ 168MHz HCLK/AHB总线 ---------- 168MHz APB1时钟 -------------- 42MHz APB2时钟 -------------- 84MHz

    __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

    按键驱动

    1.看原理图

    从原理图可知：

    按键松开 -------- 引脚高电平

    按键按下 -------- 引脚低电平

    按键对应的引脚：

    S1 ----- PA0

    S2 ----- PE2

    S3 ----- PE3

    S4 ----- PE4

    如何读取输入引脚的电平

    （1）读取输入数据寄存器(IDR)对应位的值 1 ----- 输入高电平 0 ----- 输入低电平

    （2）位段操作 PAin(0)==0 ----- 输入低电平 PAin(0)==1 ----- 输入高电平

    （3）库函数 uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); //传入哪一组哪个脚,返回该引脚的电平

    ——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

    练习：

    完成其他三个按键的检测程序，分别使用 寄存器 位段 库函数判断

    实现一下功能：

    按下S2，D2亮 按下S3，D3亮 按下S4，D4亮

    //key.c

    1. #include <stm32f4xx.h>
    2. #include <key.h>
    3. void key_init(void)
    4. {
    5.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    6.     
    7.     //1.开启GPIOA的时钟
    8.     RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);
    9.     
    10.     //2.GPIO初始化 PA0
    11.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//输入模式
    12.     GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//无上下拉
    13.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//PA0
    14.     GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    15.     
    16.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;//PE2 PE3 PE4
    17.     GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);

    //main.c

    1. #include <stm32f4xx.h>
    2. #include <led.h>
    3. #include <sys.h>
    4. #include <key.h>
    5.  
    6. int main()
    7. {
    8. 	int key_flag = 0;
    9. 	
    10. 	//初始化
    11. 	led_init();
    12. 	key_init();
    13. 	
    14. 	while(1){
    15. 		if(S1==0){
    16. 			//延时消抖10ms
    17. 			delay(100);
    18. 			if(S1==0){
    19. 				//真实按键事件
    20. 				if(key_flag==0){//按下没有松开
    21. 					D1 = ~D1;//取反
    22. 					key_flag = 1;
    23. 				}
    24. 			}
    25. 		}
    26. 		else{
    27. 			//延时消抖10ms
    28. 			delay(100);
    29. 			if(S1){
    30. 				key_flag = 0;
    31. 			}
    32. 		}
    33. 	}
    34.  
    35. }

    //lcd.c

    1. include <stm32f4xx.h>
    2. #include <led.h>
    3.  
    4. void delay(unsigned int ms)
    5. {
    6. 	int i,j;
    7. 	
    8. 	for(i=0;i<ms;i++)
    9. 		for(j=0;j<5000;j++);
    10. }
    11.  
    12. void led_init(void)
    13. {
    14. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    15. 	
    16. 	//1.开启GPIOE GPIOF的时钟
    17. 	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE|RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);
    18. 	
    19. 	//2.GPIO初始化 PF9 PF10 PE13 PE14
    20. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出模式
    21. 	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    22. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//高速
    23. 	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//无上下拉
    24. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;//PF9 PF10
    25. 	GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStruct);
    26. 	
    27. 	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14;//PE13 PE14
    28. 	GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);
    29. 	
    30. 	//3.LED默认关闭
    31. 	GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10);
    32. 	GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14);
    33. }

    //lcd.h

    1. #ifndef _LED_H_
    2. #define _LED_H_
    3.  
    4. #define D1 PFout(9)
    5. #define D2 PFout(10)
    6. #define D3 PEout(13)
    7. #define D4 PEout(14)
    8.  
    9. void delay(unsigned int ms);
    10. void led_init(void);
    11.  
    12. #endif

    //key.h

    1. #ifndef _KEY_H_
    2. #define _KEY_H_
    3.  
    4. #define S1 PAin(0)
    5. #define S2 PEin(2)
    6. #define S3 PEin(3)
    7. #define S4 PEin(4)
    8.  
    9. void key_init(void);
    10.  
    11. #endif

     //sys.h                                                该文件由系统定义

    1. #ifndef __SYS_H_
    2. #define __SYS_H_ 
    3. #include "stm32f4xx.h" 
    4.  
    5. //IO口操作宏定义
    6. #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
    7. #define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
    8. #define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
    9. //IO口地址映射
    10. #define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+20) //0x40020014
    11. #define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+20) //0x40020414 
    12. #define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+20) //0x40020814 
    13. #define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14 
    14. #define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+20) //0x40021014 
    15. #define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+20) //0x40021414    20 = 0x14
    16. #define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+20) //0x40021814   
    17. #define GPIOH_ODR_Addr    (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14    
    18. #define GPIOI_ODR_Addr    (GPIOI_BASE+20) //0x40022014     
    19.  
    20. #define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+16) //0x40020010    16 = 0x10
    21. #define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+16) //0x40020410 
    22. #define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+16) //0x40020810 
    23. #define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10 
    24. #define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+16) //0x40021010 
    25. #define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+16) //0x40021410 
    26. #define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+16) //0x40021810 
    27. #define GPIOH_IDR_Addr    (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10 
    28. #define GPIOI_IDR_Addr    (GPIOI_BASE+16) //0x40022010 
    29.  
    30. //IO口操作,只对单一的IO口!
    31. //确保n的值小于16!
    32. #define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
    33. #define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 
    34.  
    35. #define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
    36. #define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 
    37.  
    38. #define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 
    39. #define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 
    40.  
    41. #define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 
    42. #define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 
    43.  
    44. #define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 
    45. #define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入
    46.  
    47. #define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
    48. #define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入
    49.  
    50. #define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 
    51. #define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入
    52.  
    53. #define PHout(n)   BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n)  //输出 
    54. #define PHin(n)    BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n)  //输入
    55.  
    56. #define PIout(n)   BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n)  //输出 
    57. #define PIin(n)    BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n)  //输入
    58.  
    59.  
    60. #endif
    61.  
    62.

    3.按键消抖————延时消抖

    以上按键程序不管是否有按键事件发生，都会占用CPU来进行判断，这种方式叫做轮询，效率比较低，CPU提供了效率更高的方式 --------- 中断。

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