STM32学习笔记

STM32笔记

ADC

ADC(Analog-Digital Converter) 模拟-数字转换器

ADC可以将引脚上连续变化的电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁

12为逐次逼近型ADC，1us转换时间

输入电压范围0_{3.3V，转换结果范围：0}4095

18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源（内部温度传感器和内部供电检测）

规则组合注入组两个转换单元

模拟看门狗自动检测输入电压范围

TIM定时器

TIM（定时器）

定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值打到设定值时触发中断

不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发等多种功能

定时器模式：向上计数、向下计数、中央对齐模式

定时中断基本结构

代码配置

void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx);
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);// 配置时基单元
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);// 运行控制使能
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);// 使能中断输出控制
void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);// 选择内部时钟
void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);// 选择ITRx其它定时器的时钟
void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,
                                uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);// 选择TIX
void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
                             uint16_t ExtTRGFilter);// 选择ETR1通道   TIM_ExtTRGPolarity：极性   ExtTRGFilter：滤波
void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, 
                             uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);
void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
                   uint16_t ExtTRGFilter);// 单独用来配置ETR引脚的 极性、滤波器等参数
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);// 修改预分频值
void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode); // 改变计数器模式
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState); // 计数器预装功能使能失能
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter); // 设置当前计数器的值

PWM

OC(Output Compare)输出比较

输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值得关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形

每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道

高级定时器的前三个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能

PWM初始化

• RCC开启时钟

  // 配置输出比较模块（重要）
  void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  // 配置强制输出模式
  void TIM_ForcedOC1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
  void TIM_ForcedOC2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
  void TIM_ForcedOC3Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
  void TIM_ForcedOC4Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
  // 配置预装值（了解）
  void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
  void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
  void TIM_OC3PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
  void TIM_OC4PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
  // 配置快速使能（了解）
  void TIM_OC1FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
  void TIM_OC2FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
  void TIM_OC3FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
  void TIM_OC4FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
  // 在功能手册，外部事件清楚REF信号有介绍（了解）
  void TIM_ClearOC1Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
  void TIM_ClearOC2Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
  void TIM_ClearOC3Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
  void TIM_ClearOC4Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
  // 单独设置输出极性
  void TIM_OC1PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
  void TIM_OC1NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
  void TIM_OC2PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
  void TIM_OC2NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
  void TIM_OC3PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
  void TIM_OC3NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
  void TIM_OC4PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
  // 单独设置修改输出使能参数
  void TIM_CCxCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCx);
  void TIM_CCxNCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCxN);
  // 选择输出比较模式，单独更改输出比较模式
  void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);
  // 单独更改CCR寄存器值得函数（重要），运行时更改占空比要用到
  void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
  void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
  void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
  void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);
  

• 配置时基单元

	
	// 配置时基单元
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;				// 时钟分频，分频滤波用
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;		// 定时器模式：向上，向下，三种中央对齐
	// 这里对72M进行7200分频，得到的是10K的计数频率，在10K的频率计10000个数即为1ms
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100 - 1;									// ARR自动重装器的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;								// PSC预分频器的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;								// 重复计数器的值，高级定时器用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	

• 配置输出比较单元

	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;									// 输出比较模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;					// 输出极性
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;			// 
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 50;																// CCR
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

• 配置GPIO

	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	// 配置GPIO
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

• 运行控制

• RCC开启时钟

  定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就都会打开

• 选择时基单元

• 配置时基单元

  包含预分频器、自动重装器、计数器

• 配置输出中断控制，允许更新中断输出到NVIC

• 配置NVIC

• 运行控制

EXTI外部中断

中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断出发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又回到原来被暂停的位置继续运行

中断优先级：有多个中断源同时申请中断时，CPU根据中断的轻重缓急进行裁决，优先相应更加紧急的中断源

中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回（及把中断程序二次中断）

stm32中断

• 68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设
• 使用NVIC统一管理中断，每个中断通道都拥有16个可编程的优先级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级。

NVIC基本结构

NVIC（嵌套中断向量控制器），在STM32中用来统一分配和管理中断的，NVIC是一个内核外设，CPU的小助手。

• NVIC存在意义，解决了哪些问题

如果把所有的中断都接到CPU上，CPU就需要引出很多线进行适配，并且如果许多中断同事申请，或者中断产生了拥堵，CPU也会很难处理（CPU主要运算）

EXIT简介

EXIT（外部中断）

EXTI可以检测指定GPIO口的电平，当其指定的GPIO产生电平变化，EXTI立即想NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU知性EXTI对应的中断程序

支持的出发方式：上升沿、下降沿、双边沿、软件触发

支持的GPIO口：所有，但是相同的PIN不能同时触发中断（PA0\PB0\PC0不能同时触发）原因是在GPIO接入EXTI前有一个AFIO（中断引脚选择）

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lSyB68m7-1650965283161)(C:\Users\deda_cqf\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220426171629905.png)]

通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒

触发响应方式：中断响应、事件响应（若触发事件、则中断响应不会通向CPU，而是通向其它外设，用于触发其它外设的操作，例如ADC转换）

代码配置

• 配置RCC

• 配置GPIO

  选择端口为输入模式

• 配置AFIO

  选择使用的gpio，连接到后面的Exti

• 配置EXTI

  选择边沿触发方式，选择触发响应方式（触发响应，中断响应）

• 配置NVIC

​ 选择合适的优先级

	// 配置时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
	
	// 配置GPIO
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
	// 配置AFIO，中断引脚选择
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource0);
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1);
	
	// 配置EXTI
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	
	// 配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

GPIO输出

GPIO（general purpose input output）通用输入输出

引脚电平：0V ~ 3.3V，部分引脚可容忍5V

输出模式下可控制端口输出高低电平，控制LED、蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等

输入模式下可读取端口的额高低电平活电压，用于按键读取、外界模块电平信号输入、ADC电压猜忌、模拟通信协议接收数据等

单独操作输出数据寄存器的某一位的方法

• &=和|=操作，比较麻烦效率不高
• 操作位设置\清除寄存器，
• 读写"位带"区域，在stm32中，专门分配的一段地址区域，这段地址区域映射了RAM和外设寄存器的所有的位，操作相应的地址就相当于操作某一位

GPIO8种模式

(1) 浮空输入 GPIO_Mode_IN_FLOATING
(2) 带上拉输入 GPIO_Mode_IPU
(3) 带下拉输入 GPIO_Mode_IPD
(4) 模拟输入 GPIO_Mode_AIN
(5) 开漏输出 GPIO_Mode_Out_OD
(6) 开漏复用输出 GPIO_Mode_AF_OD
(7) 推挽输出 GPIO_Mode_Out_PP
(8) 推挽复用输出 GPIO_Mode_AF_PP

代码操作

• 使用RCC开启GPIO的时钟
• 使用GPIO_Init函数初始化GPIO
• 使用输入输出函数控制GPIO

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);

RCC常用函数

// 外设使能或失能
void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState);
void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);

GPIO常用函数

// GPIO复位
void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx);
void GPIO_AFIODeInit(void);
// GPIO初始化
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

typedef struct
{
  uint16_t GPIO_Pin;             /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
                                      This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;  /*!< Specifies the speed for the selected pins.
                                      This parameter can be a value of @ref GPIOSpeed_TypeDef */

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;    /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
                                      This parameter can be a value of @ref GPIOMode_TypeDef */
}GPIO_InitTypeDef;

推挽开漏

推挽输出高低电平均有驱动能力

开漏高电平相当于高阻态，没有驱动能力，低电平有驱动能力