stm32week13 - 技术栈

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：

复制代码

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：

复制代码

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)：

复制代码

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：

复制代码

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R
  uint32_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：

复制代码

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