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正点原子飞控——代码学习笔记（一）

2023-05-16

​

手柄代码篇

我们直接看代码部分，然后逐步深入了解，如有不对的地方，欢迎大家指证！！

第一阶段——设备内部的初始化

一、中断配置初始化

#define BOOTLOADER_SIZE		(9*1024)		/*9K bootloader*/
#define FLASH_BASE            ((uint32_t)0x08000000) /*!< FLASH base address in the alias region */
#define FIRMWARE_START_ADDR (FLASH_BASE + BOOTLOADER_SIZE)
NVIC_SetVectorTable(FIRMWARE_START_ADDR,0);
/**
  * @brief  Sets the vector table location and Offset.
  * @param  NVIC_VectTab: specifies if the vector table is in RAM or FLASH memory.
  *   This parameter can be one of the following values:
  *     @arg NVIC_VectTab_RAM
  *     @arg NVIC_VectTab_FLASH
  * @param  Offset: Vector Table base offset field. This value must be a multiple 
  *         of 0x200.
  * @retval None
  */
void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset)
{ 
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_NVIC_VECTTAB(NVIC_VectTab));
  assert_param(IS_NVIC_OFFSET(Offset));  
   
  SCB->VTOR = NVIC_VectTab | (Offset & (uint32_t)0x1FFFFF80);
}

1.1 功能

设置向量表的位置和偏移

1.2 参数

FIRMWARE_START_ADDR：指定向量表位置在 RAM 还是在程序存储器：这里是位于FLASH中
0：向量表基地址的偏移量

1.3 返回值

指定中断活动位的新状态

1.4 具体实现

存放的是中断服务函数的入口地址，当发生中断时，CPU在这个表中查询，以此获取中断函数的入口地址

在stm32 的启动文件中，设置完成堆栈，就来设置中断向量表

既然看到这里了，我们不妨再进一步看看NVIC到底是什么？

1.5 NVIC概览

1、向量中断控制器，简称 NVIC，是 Cortex‐M3 不可分离的一 部分。
2、它与 CM3 内核的逻辑紧密耦合，有一部分甚至水乳交融在一起。
3、NVIC 的寄存器以存储 器映射的方式来访问。
4、除了包含控制寄存器和中断处理的控制逻辑之外，NVIC 还包含了 MPU 的控制寄存器、SysTick 定时器以及调试控制。
5、NVIC 共支持 1 至 240 个外部中断输入（通常外部中断写作 IRQs）
6、NVIC 的访问地址是 0xE000_E000。
7、NVIC 的中断控制/状态寄存器都只能在特权级下访问。有一个例外——软件触发中断寄存器可以在用户级下访问以产生软件中断。

参考：Cortex-M3权威指南第8章-NVIC与中断控制
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
/**
  * @brief  Configures the priority grouping: pre-emption priority and subpriority.
  * @param  NVIC_PriorityGroup: specifies the priority grouping bits length. 
  *   This parameter can be one of the following values:
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0 bits for pre-emption priority
  *                                4 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bits for pre-emption priority
  *                                3 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bits for pre-emption priority
  *                                2 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bits for pre-emption priority
  *                                1 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_4: 4 bits for pre-emption priority
  *                                0 bits for subpriority
  * @retval None
  */
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
  
  /* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to NVIC_PriorityGroup value */
  SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}

看这个函数之前，我们回顾之前学习的一些关于中断优先级的相关知识

第0组：所有4位用于指定响应优先级（16种）
第1组：最高1位用于指定抢占式优先级，最低3位用于指定响应优先级(8种)
第2组：最高2位用于指定抢占式优先级，最低2位用于指定响应优先级(4种)
第3组：最高3位用于指定抢占式优先级，最低1位用于指定响应优先级(2种)
第4组：所有4位用于指定抢占式优先级

根据我上面给出的优先级分组，大家应该很容易可以看出，他使用的第4组，就是2^4组（16组）

二、 延时函数初始化

void delay_init()
{
	u32 reload;
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);//选择外部时钟  HCLK
	fac_us=SystemCoreClock/1000000;				//不论是否使用OS,fac_us都需要使用
	reload=SystemCoreClock/1000000;				//每秒钟的计数次数 单位为M  
	reload*=1000000/configTICK_RATE_HZ;			//根据configTICK_RATE_HZ设定溢出时间
												//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合0.233s左右	
	fac_ms=1000/configTICK_RATE_HZ;				//代表OS可以延时的最少单位	   

	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;   	//开启SYSTICK中断
	SysTick->LOAD=reload; 						//每1/configTICK_RATE_HZ秒中断一次	
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;   	//开启SYSTICK    
}

2.1特点

1、CM3 内核的处理器，内部包含了一个 SysTick 定时器
2、SysTick 是一个 24 位的倒计数定时器，当计数到 0 时，将从RELOAD 寄存器中自动重装载定时初值，开始新一轮计数。
3、只要不把它在 SysTick 控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息。
4、 SysTick 来实现延时的，这样既不占用中断，也不占用系统定时器。

参阅《Cortex-M3 权威指南》第 133 页

第二阶段——参数配置

这里面涵盖了很多之后飞控要使用到的参数，我们先简单看一下

一、配置参数初始化

void configParamInit(void)
{
	if(isInit) return;
	
	/* 读取配置参数 */
	STMFLASH_Read(CONFIG_PARAM_ADDR,(u16*)&configParam,sizeof(configParam)/2);
	
	if(configParam.version == VERSION)/*版本正确*/
	{
		u8 cksum = calculate_cksum(&configParam);
		if(cksum == configParam.cksum)/*校验正确*/
			isConfigParamOK = true;
		else
			isConfigParamOK = false;
	}
	else/*版本更新*/
	{
		isConfigParamOK = false;
	}
	
	/* 配置参数错误，写入默认参数 */
	if(isConfigParamOK == false)	
	{
		configParam = configParamDefault;
		writeConfigParamToFlash();
		isConfigParamOK=true;
	}
}

1.1 初始化参数地址

看完上面代码紧接着我们再看

//从指定地址开始读出指定长度的数据
//ReadAddr:起始地址
//pBuffer:数据指针
//NumToWrite:半字(16位)数
void STMFLASH_Read(u32 ReadAddr,u16 *pBuffer,u16 NumToRead)   	
{
	u16 i;
	for(i=0;i<NumToRead;i++)
	{
		pBuffer[i]=STMFLASH_ReadHalfWord(ReadAddr);//读取2个字节.
		ReadAddr+=2;//偏移2个字节.	
	}
}

1.2 参数存放地址

从上面可以看出，他将参数放到了FLASH里面，进行读取，地址在这里

#define CONFIG_PARAM_SIZE	(127*1024)		/*128K用于保存参数*/
#define FLASH_BASE          ((uint32_t)0x08000000) /*!< FLASH base address in the alias region */
#define CONFIG_PARAM_ADDR 	(FLASH_BASE + CONFIG_PARAM_SIZE)/*配置参数保存地址*/

第三阶段——硬件外设初始化

一、LED初始化

/* LED初始化 */
void ledInit(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	
	/* 禁止JTA使能SWD口 */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
	
	/* 初始化LED_BLUE(PB3) LED_RED(PB7) */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_7;				 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	/* 关闭所有LED */
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3);			
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7);
}

1.1 禁止JTA使能SWD口

上面的IO初始化学过STM32的很容易理解，这里我们主要看看什么这个函数的功能及用法

#define GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable  ((uint32_t)0x00300200)  /*!< JTAG-DP Disabled and SW-DP Enabled */
/**
  * @brief  Changes the mapping of the specified pin.
  * @param  GPIO_Remap: selects the pin to remap.
  *   This parameter can be one of the following values:
  *     @arg GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable  : JTAG-DP Disabled and SW-DP Enabled
Channel5 Position and DAC Trigger remapping, 
  *                                        only for High density Value line devices)     
  * @param  NewState: new state of the port pin remapping.
  *   This parameter can be: ENABLE or DISABLE.
  * @retval None
  */
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)
{
  uint32_t tmp = 0x00, tmp1 = 0x00, tmpreg = 0x00, tmpmask = 0x00;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_REMAP(GPIO_Remap));
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));  
  
  if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
  {
    tmpreg = AFIO->MAPR2;
  }
  else
  {
    tmpreg = AFIO->MAPR;
  }

  tmpmask = (GPIO_Remap & DBGAFR_POSITION_MASK) >> 0x10;
  tmp = GPIO_Remap & LSB_MASK;

  if ((GPIO_Remap & (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK)) == (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK))
  {
    tmpreg &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
    AFIO->MAPR &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
  }
  else if ((GPIO_Remap & DBGAFR_NUMBITS_MASK) == DBGAFR_NUMBITS_MASK)
  {
    tmp1 = ((uint32_t)0x03) << tmpmask;
    tmpreg &= ~tmp1;
    tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
  }
  else
  {
    tmpreg &= ~(tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
    tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
  }

  if (NewState != DISABLE)
  {
    tmpreg |= (tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
  }

  if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
  {
    AFIO->MAPR2 = tmpreg;
  }
  else
  {
    AFIO->MAPR = tmpreg;
  }  
}

这里我们思考一下为什么要禁用SWD口呢？
我们查看STM32的数据手册和飞控原理图
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1.2 总结

当要使用JTAG占用的IO口但还要使用SWD时，也就是要使用PB3当做IO口，但还要使用SWD下载或者调试时，就需要禁用JTAG，那么随之产生的副作用就是，我们不能使用JTAG功能。

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