嵌入式分享合集37

做程序员不容易最近被坑货销售害惨了 ， 客户压根没想给钱，丑八怪销售还一直忽悠，今天更离谱了里面关系错从复杂，要自己垫钱假如结项，天天吹自己有钱还至于天天来拍马屁跪舔弄这事，真的服气，长的越恶心越装... 胸糞悪いおんな

临时兴起又加了一个问题 ，因为最近go语言和c语言tcp通信想起来的

零、go语言 int int8 int16 和 c语言 short int long

可能有点初级 但本人脸皮厚依然说了

go语言中int可根据系统而变化，比如32位系统占4，64位占8字节

但int8 int16 不根据系统变化而变化，具体in8 只到255 请自己百度懒的发了

c语言中 char 1 ，short int 2 ,int根本系统变化吗? 欢迎留言

一、32的启动模式配置与应用

三种BOOT模式

    所谓启动，一般来说就是指我们下好程序后，重启芯片时，SYSCLK的第4个上升沿，BOOT引脚的值将被锁存。用户可以通过设置BOOT1和BOOT0引脚的状态，来选择在复位后的启动模式。

• Main Flash memory
  是STM32内置的Flash，一般我们使用JTAG或者SWD模式下载程序时，就是下载到这个里面，重启后也直接从这启动程序。

• System memory
  从系统存储器启动，这种模式启动的程序功能是由厂家设置的。一般来说，这种启动方式用的比较少。系统存储器是芯片内部一块特定的区域，STM32在出厂时，由ST在这个区域内部预置了一段BootLoader， 也就是我们常说的ISP程序， 这是一块ROM，出厂后无法修改。一般来说，我们选用这种启动模式时，是为了从串口下载程序，因为在厂家提供的BootLoader中，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个BootLoader将程序下载到系统的Flash中。

  但是这个下载方式需要以下步骤：
  Step1:将BOOT0设置为1，BOOT1设置为0，然后按下复位键，这样才能从系统存储器启动BootLoader
  Step2:最后在BootLoader的帮助下，通过串口下载程序到Flash中
  Step3:程序下载完成后，又有需要将BOOT0设置为GND，手动复位，这样，STM32才可以从Flash中启动可以看到， 利用串口下载程序还是比较的麻烦， 需要跳帽跳来跳去的，非常的不注重用户体验。

• Embedded Memory
  内置SRAM，既然是SRAM，自然也就没有程序存储的能力了，这个模式一般用于程序调试。假如我只修改了代码中一个小小的地方，然后就需要重新擦除整个Flash，比较的费时，可以考虑从这个模式启动代码（也就是STM32的内存中），用于快速的程序调试，等程序调试完成后，在将程序下载到SRAM中。

开发BOOT模式选择

    通常使用程序代码存储在主闪存存储器，配置方式：BOOT0=0，BOOT1=X。

Flash锁死解决办法

    开发调试过程中，由于某种原因导致内部Flash锁死，无法连接SWD以及Jtag调试，无法读到设备，可以通过修改BOOT模式重新刷写代码。

    修改为BOOT0=1，BOOT1=0即可从系统存储器启动，ST出厂时自带Bootloader程序，SWD以及JTAG调试接口都是专用的。重新烧写程序后，可将BOOT模式重新更换到BOOT0=0，BOOT1=X即可正常使用。 whaosoft aiot http://143ai.com

二、STM32启动文件

承接上文应该有参考的部分

本文对STM32启动文件startup_stm32f10x_hd.s的代码进行讲解，此文件的代码在任何一个STM32F10x工程中都可以找到。

启动文件使用的ARM汇编指令汇总

Stack——栈

Stack_Size EQU 0x00000400
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=Stack_Mem SPACE Stack_Size__initial_sp

    开辟栈的大小为 0X00000400（1KB），名字为 STACK， NOINIT 即不初始化，可读可写， 8（2^3）字节对齐。

    栈的作用是用于局部变量，函数调用，函数形参等的开销，栈的大小不能超过内部SRAM 的大小。如果编写的程序比较大，定义的局部变量很多，那么就需要修改栈的大小。如果某一天，你写的程序出现了莫名奇怪的错误，并进入了硬 fault 的时候，这时你就要考虑下是不是栈不够大，溢出了。

    EQU：宏定义的伪指令，相当于等于，类似于C 中的 define。

    AREA：告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK 表示段名，这个可以任意命名；NOINIT 表示不初始化；READWRITE 表示可读可写， ALIGN=3，表示按照 2^3对齐，即 8 字节对齐。

    SPACE：用于分配一定大小的内存空间，单位为字节。这里指定大小等于 Stack_Size。

    标号__initial_sp 紧挨着 SPACE 语句放置，表示栈的结束地址，即栈顶地址，栈是由高向低生长的。

Heap——堆

    开辟堆的大小为 0X00000200（512 字节），名字为 HEAP， NOINIT 即不初始化，可读可写， 8（2^3）字节对齐。__heap_base 表示对的起始地址， __heap_limit 表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的，跟栈的生长方向相反。

    堆主要用来动态内存的分配，像 malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在 STM32里面用的比较少。​​​​​​​

PRESERVE8 THUMB

   PRESERVE8：指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。

    THUMB：表示后面指令兼容 THUMB 指令。THUBM 是 ARM 以前的指令集， 16bit，现在 Cortex-M 系列的都使用 THUMB-2 指令集， THUMB-2 是 32 位的，兼容 16 位和 32 位的指令，是 THUMB 的超集。

向量表​​​​​​​

AREA RESET, DATA, READONLYEXPORT __VectorsEXPORT __Vectors_EndEXPORT __Vectors_Size

    定义一个数据段，名字为 RESET，可读。并声明 __Vectors、 __Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号具有全局属性，可供外部的文件调用。

    EXPORT：声明一个标号可被外部的文件使用，使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器，则使用的是 GLOBAL 这个指令。

    当内核响应了一个发生的异常后，对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定 ESR的入口地址， 内核使用了―向量表查表机制‖。这里使用一张向量表。向量表其实是一个WORD（32 位整数）数组，每个下标对应一种异常，该下标元素的值则是该 ESR 的入口地址。向量表在地址空间中的位置是可以设置的，通过 NVIC 中的一个重定位寄存器来指出向量表的地址。在复位后，该寄存器的值为 0。因此，在地址 0 （即 FLASH 地址 0） 处必须包含一张向量表，用于初始时的异常分配。要注意的是这里有个另类：0 号类型并不是什么入口地址，而是给出了复位后 MSP 的初值。下图是F103的向量表。

 

__Vectors DCD __initial_sp ;栈顶地址DCD Reset_Handler ;复位程序地址DCD NMI_HandlerDCD HardFault_HandlerDCD MemManage_HandlerDCD BusFault_HandlerDCD UsageFault_HandlerDCD 0 ; 0 表示保留DCD 0DCD 0DCD 0DCD SVC_HandlerDCD DebugMon_HandlerDCD 0DCD PendSV_HandlerDCD SysTick_Handler;外部中断开始DCD WWDG_IRQHandlerDCD PVD_IRQHandlerDCD TAMPER_IRQHandler;限于篇幅，中间代码省略DCD DMA2_Channel2_IRQHandlerDCD DMA2_Channel3_IRQHandlerDCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler__Vectors_End__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors

    __Vectors 为向量表起始地址， __Vectors_End 为向量表结束地址，两个相减即可算出向量表大小。

    向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置，以 4 个字节为一个单位，地址 0 存放的是栈顶地址， 0X04 存放的是复位程序的地址，以此类推。从代码上看，向量表中存放的都是中断服务函数的函数名，可我们知道 C 语言中的函数名就是一个地址。

    DCD：分配一个或者多个以字为单位的内存，以四字节对齐，并要求初始化这些内存。在向量表中， DCD 分配了一堆内存，并且以 ESR 的入口地址初始化它们。

复位程序

AREA |.text|, CODE, READONLY

    定义一个名称为.text 的代码段，可读。

    复位子程序是系统上电后第一个执行的程序，调用 SystemInit 函数初始化系统时钟，然后调用 C 库函数_mian，最终调用 main 函数去到 C 的世界。

    WEAK：表示弱定义，如果外部文件优先定义了该标号则首先引用该标号，如果外部文件没有声明也不会出错。这里表示复位子程序可以由用户在其他文件重新实现，这里并不是唯一的。

    IMPORT：表示该标号来自外部文件，跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。这里表示 SystemInit 和__main 这两个函数均来自外部的文件。

    SystemInit()是一个标准的库函数，在 system_stm32f10x.c 这个库文件中定义。主要作用是配置系统时钟，这里调用这个函数之后，单片机的系统时钟配被配置为 72M。__main 是一个标准的 C 库函数，主要作用是初始化用户堆栈，并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。

     LDR、 BLX、 BX 是 CM4 内核的指令，可在《CM3 权威指南 CnR2》第四章-指令集里面查询到，具体作用见下表：

 中断服务程序

    在启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数，跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的，真正的中断服务程序需要我们在外部的 C 文件里面重新实现，这里只是提前占了一个位置而已。

    如果我们在使用某个外设的时候，开启了某个中断，但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错，那当中断来临的时，程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中，并且在这个空函数中无线循环，即程序就死在这里。​​​​​​​

NMI_Handler PROC ;系统异常EXPORT NMI_Handler [WEAK]B .ENDP;限于篇幅，中间代码省略SysTick_Handler PROCEXPORT SysTick_Handler [WEAK]B .ENDPDefault_Handler PROC ;外部中断EXPORT WWDG_IRQHandler [WEAK]EXPORT PVD_IRQHandler [WEAK]EXPORT TAMP_STAMP_IRQHandler [WEAK];限于篇幅，中间代码省略LTDC_IRQHandlerLTDC_ER_IRQHandlerDMA2D_IRQHandlerB .ENDP

   B：跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’，即表示无线循环

用户堆栈初始化

ALIGN

    ALIGN：对指令或者数据存放的地址进行对齐，后面会跟一个立即数。缺省表示 4 字节对齐。​​​​​​​

;用户栈和堆初始化,由 C 库函数_main 来完成IF :DEF:__MICROLIB ;这个宏在 KEIL 里面开启EXPORT __initial_spEXPORT __heap_baseEXPORT __heap_limitELSEIMPORT __use_two_region_memory ; 这个函数由用户自己实现EXPORT __user_initial_stackheap__user_initial_stackheapLDR R0, = Heap_MemLDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)LDR R3, = Stack_MemBX LRALIGNENDIFEND

    首先判断是否定义了__MICROLIB ，如果定义了这个宏则赋予标号__initial_sp（栈顶地址）、 __heap_base（堆起始地址）、 __heap_limit（堆结束地址）全局属性，可供外部文件调用。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置，具体见下图。然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。

    如果没有定义__MICROLIB，则才用双段存储器模式，且声明标号__user_initial_stackheap 具有全局属性，让用户自己来初始化堆栈。

    前文的汇编代码，需要注意：

• IF,ELSE,ENDIF：汇编的条件分支语句，跟 C 语言的 if ,else 类似

• END：文件结束

三、Flash写了保护怎么办

关于STM32对内部Flash的保护 
    为了防止对Flash的非法访问，所有STM32的芯片都提供对Flash的保护，具体分为写保护和读保护。

    如果对Flash设置了写保护，那就无法对Flash进行编程和擦除。在开发STM32的时候，如果出现这种情况，通常仿真器都支持对Flash进行解锁，像jlink，stlink等仿真器都支持这个功能。

    在使用MDK进行调试的时候，可能会遇到如下图所示的报错信息，这时候就要排查Flash是不是被保护起来了。 

    读保护即大家通常说的“加密”，是作用于整个Flash存储区域。一旦设置了Flash的读保护，内置的Flash存储区只能通过程序的正常执行才能读出，而不能通过下述任何一种方式读出：

• 通过调试器(JTAG或SWD)

• 从RAM中启动并执行的程序

    写保护是以四页(1KB/页) Flash存储区为单位提供写保护，对被保护的页实施编程或擦除操作将不被执行，同时产生操作错误标志，读与写设置的效果见下表： 

    当Flash读保护生效时，CPU执行程序可以读受保护的Flash区，但存在两个例外情况： 

• 调试执行程序时

• 从RAM启动并执行程序时 

    STM32还提供了一个特别的保护，即对Flash存储区施加读保护后，即使没有启用写保护，Flash的第 0 ～ 3 页也将处于写保护状态，这是为了防止修改复位或中断向量而跳转到RAM区执行非法程序代码。 
Flash保护的相关函数   ​​​​​​​

FLASH_Unlock();   //Flash解锁 FLASH_ReadOutProtection(DISABLE);  //Flash读保护禁止   FLASH_ReadOutProtection(ENABLE);   //Flash读保护允许

STM32如何设置读保护和解除读保护？

    读保护设置后将不能读出Flash中的内容。

如何设置读保护

    在程序的开头加入“设置读保护”的代码即可，每次运行代码时都检查一下，如果没有开就打开，如果打开了就跳过。其中，设置读保护的代码如下：int main(void)

{  ...  if (FLASH_GetReadOutProtectionStatus()!=SET)//检查设置读保护与否  {    FLASH_Unlock();         //写保护时可以不用这句话，可用可不用    FLASH_ReadOutProtection(ENABLE);     //设置读保护  }  ...  while(1)  {    ...  }}

    上面的代码执行后，使用j-link就不能读出程序了，实现了代码读保护。需要注意的是，芯片读保护后无法再次烧写新的程序到Flash中，必须要解除读保护才可以。但是当解除读保护的时候STM32会自动擦除整个Flash，起到保护数据的作用。

通过代码解除Flash保护

    解除读保护可以设置在按键里面，方便实现解锁，也可以设置在命令中。如下是解除读保护代码：

void Off_Protect(void) //关闭保护{if(FLASH_GetReadOutProtectionStatus() != RESET)  {    FLASH_Unlock(); //不解锁FALSH也可设置读保护，可用可不用    FLASH_ReadOutProtection(DISABLE);    FLASH_Lock();   //上锁  }}

    程序中设置一个按键或者命令，可以随时解除Flash的读保护，让芯片又可以重新烧录程序。如果没有留，还可以专门写一个程序，下载到RAM中去运行，用来解除读保护。

    注意：执行后，Flash会自动全部擦除。​​​​​​​

int main(void){Chip_Init();  FLASH_Unlock(); //不解锁FALSH也可设置读保护，可用可不用  FLASH_ReadOutProtection(DISABLE);}

通过ST-Link Utility来解除Flash保护

    在STLink连接目标板的情况下打开程序烧写软件ST-Link Utility，在菜单栏的Target下选择connect，因为这时候Flash已经被锁住了，能看到如下图所示的错误提示。

    下面来操作如何解除Flash保护。

    请确保当前已经正确连接了STLink和目标板，在菜单栏Target里打开Option Bytes...选项，发现在这里Read Out Protection选项是Enable，这个表示无法通过SWD读取STM32内部Flash的程序。

    将Read Out Protection选项设置为Disable，并点击Apply。

    这时候Flash已经成功解锁了，跟上文提到的解除Flash保护的结果一样，内部Flash已经被擦除了，如下图红框中所示。

    完成以上步骤之后，在菜单栏Target下选择Disconnect断开与目标板连接。

    重新进入MDK，可以正常对目标板烧写程序了。

通过ST-Link Utility来设置Flash保护

    在菜单栏Target里打开Option Bytes...选项，可以看到下面有Flash sector protection选项。选择Select all之后，发现所有Page的Protection项都已经变成Write Protection了，只要选择Apply选项就可以对Flash进行写保护，如上图所示。

四、直流电压有有效值吗

电压的有效值是多少？

    一个100kHz的方波信号，幅度大约是几伏的数量级，想测量其有效值，用什么仪器，怎么测？多数学生一脸茫然，搞的我不好意思，惭愧题目是不是太难了。我急了，问学生，一个1.5V的电池，其电压有效值是多少？学生问我，直流量有有效值吗？

    什么是有效值？一个变化电压的有效值，是指把它加载到一个确定的阻性负载上，在一个周期内的功，与电压为A的直流量作用在相同的负载上，在等长时间内的功相同，那么该变化电压的有效值就是A。广义理解，一个电池的电压有效值就是1.5V，一个幅度为A的方波，如果是单极性方波，占空比50%，有效值为幅值A的0.707倍。这时候，又有人问我，什么是方波啊？

    以前一个学生，参与的一个题目，用一个10欧姆电阻把一个待测的1uA左右的电流转变成10uV左右的电压，然后用AD620和多级直流放大进入ADC，却发现输出总有很大的偏移量。于是就买了好些个放大器，挑选，想让偏移量小些。查查资料就知道，AD620A级的输入失调电压典型值为30uV，最大值为125uV，已经远大于被测信号10uV。至少应该知道，此处使用被大家广为推崇的AD620是不靠谱的。

下面科普基本概念

一、基本概念：

    交流电的有效值：

    在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所损失的电能相等的话，则把该直流电流（电压）的大小作为交流电流（电压）的有效值，正弦电流（电压）的有效值等于其最大值(幅值)的0.707倍。

    交流电的平均值：

    对于交流电来说，数学上的平均值是0（因为是正负是对称的）。但电工技术上我们关心的是其量值（绝对值）的大小。所以电工技术上的平均值指的是电流（电压）的绝对值在一个周期内的平均值。

二、例子：

    1、10V的直流电压加在10Ω电阻的两端，电阻的发热功率是多少？

    这个答案很简单，坛里所有的朋友都会：P=U×U/R=10V×10V/10Ω=10W

    2、如果把上面的10V直流电压改成下图±10V的方波呢，电阻的发热功率又是多少？

    答案是否也不难？因为负半周时电压的平方和正半周时是一样的，所以功率也和上面一样还是10W！

    电压是负的功率还是正的，也就是功率和电压的正负无关。

    图中红色部分是正半周做的功，蓝色部分是负半周作的功。

    问：这个±10V的方波电压的平均值是多少？有效值是多少？峰值是多少？

    根据上面的定义，很明显:

    ①平均值是10V（其电压的绝对值在一个周期内的平均值是10V）;

    ②有效值是10V（发热功率相同的等效直流电压是10V）;

    ③峰值是10V

    3、如果把上面的方波去掉负半周部分（也就是+10V方波），那电阻上的功率又会是多少呢？

    很明显，只有一半时间在做功，从宏观上看其平均功率只有一半了，也就是5W！

同问：这个+10V的方波电压的平均值是多少？有效值是多少？峰值是多少？

    根据上面的定义，很明显：

    ①平均值是5V（其电压的绝对值在一个周期内的平均值是5V）;

    ②有效值是7.07V：（发热功率相同的等效直流电压是：U^2=PR=5W×10Ω，U=根号50≈7.07V）；

    ③峰值是10V

    可见：去掉负半周后其电压的平均值是原来的一半，而有效值并不是原来的一半，而是原来的0.707倍！峰值不变。

    以上为了便于理解，用了方波做例子计算。

    如果用正弦波，那么就需要有高等数学的微积分知识，对于某些朋友可能理解困难。

    事实上为什么正弦交流电的峰值和有效值之间是根号2倍的关系，以及平均值之间的关系等都是通过积分计算得出的，对于非正弦波其关系就不一定相同了，所以千万别乱套用。

    对于正弦波现在我们可以用有效值相同的方波去等效，那么也可以得出这样的结论：半波整流后的电压有效值是整流前的有效值的0.707倍，而并不是有些朋友理解的一半。

五、ESP-32能否吊打STM32

ESP 32开发板。

一.功能强大

自带wifi+蓝牙是最大亮点！一起来看看ESP32的规格，就知道它强在哪里了。

● 内置WiFi和蓝牙，就不需要额外的以太网模块或wifi模块了，集成度高；

● 双核 CPU，可以主频为 80、160 或 240MHz。对于一个体积小巧的芯片中是相当多的计算了；

● 高级外设接口：I2C, SPI, CAN等，可以实现很多应用，不仅仅是个Wi-Fi MCU；

● 大量内存：ESP32包括 512KB 的片上 SRAM 存储器，还支持外部存储器，具体取决于主板，可能高达 4 到 8MB。这意味着ESP32 适用于一些较重的任务，例如连接摄像头、识别语音、从互联网流式传输数据等。

二.价格亲民

ESP32确实性价比非常高！不仅功能强大，而且价格便宜。不算flash，只要9元！

在现在这个时代，9元能买什么？！但却可以买到ESP32，让开发爱好者尽情激发自己折腾的欲望。

而且在疫情冲击下，半导体供应链面临的缺货问题，ESP 32也不存在！不缺货，也不涨价，性价比那么高，还有什么理由不用它呢？

三.IOT上近乎无敌

有网友毫不客气地说，IoT领域可能以后有ESP 32就没stm32什么戏唱了。虽然观点略显偏颇，但也不全无道理。

stm32是通用芯片，应用更全面；而ESP 32是物联网专用芯片，其算力性能，启动速度，稳定性，耐久度，可操作io数量及类型，啥都够，实在是太好用了。

首先，ESP32的片上资源和引脚接口特别丰富，打造出各种物联网场景智能设备绰绰有余了。现在物联网产品协议使用的最多的还是Wi-Fi，这两年BLE和BLE Mesh也发展的很快，Zigbee反而日渐势微，而ESP32同时支持Wi-Fi和蓝牙，加上其超高的性价比，前景不可限量。

其次，在嵌入式开发者中，ESP系列芯片深入人心，在国内某宝/B站以及国外youtube等上面都能找到大量有意思的开发者作品。ESP8266资源太少，而且只支持Wi-Fi，加上现在ESP32的价格也已经非常便宜了，如果想打造一个智能设备，首选ESP32完全OK。

再次，现在已经是物联网的时代了，开发出的智能设备也不能只停留在开发台上，希望能远程控制，访问。但是想要同时做好智能设备开发、连接云端服务、手机设备程序等全链路开发难度还是不小的。而ESP32有云端一体的全链路开发框架，开发远程硬件应用就很方便，比如做个家里燃气/火焰/甲醛检测设备，发现危险就推送消息到手机。