《智能光电系统设计》课件 项目4 STM32知识基础.pptx

项目4STM32知识基础

任务目标1、学会并掌握STM32F40X的基础架构、时钟系统、库函数等2、学会KeilMDKARM软件的使用。

4.1STM32F40x系列芯片的系统架构及总线STM32F40x系列芯片的总线结构见图4-1，该总线结构是一个“CPU+外设”的系统。图4-1STM32F40x系列芯片的总线结构

4.1STM32F40x系列芯片的系统架构及总线原理上来说，除Cortex-M3内核以及相关总线之外的单元，均可以被称为外设（Peripherals），如通用输入输出端口（GeneralPurposeInput/OutputPort，GPIO）、数模转换器（Analog-to-DigitalConverter，ADC）、通用同步/异步串行接收/发送器(UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter，USART/UART)、定时器（Timer，TIM）、闪存（FLASH）、直接内存访问（DirectMemoryAccess，DMA）等。要使用相关外设，需要对外设相关的寄存器进行正确的配置，而后面要介绍的标准可，在配置寄存器方面具备很大的便利，减轻了学习者的工作量，降低了入门台阶。STM32内核可通过AHB总线、AHB/APB桥控制外设，也可以通过DMA模块，直接操作或读取外设。

4.2STM32F40x系列芯片的时钟系统时钟电路主要给CortexM3内核及外设提供时钟信号，时钟信号对ARM就像心跳对人一样重要。ARM内部都是由许多诸如触发器等构成的时序逻辑电路组成的，只有通过时钟才能驱动ARM一步步地工作。如果没有时钟信号，触发器的状态就不能改变，相应的电路就不能正常工作。另外，为了降低功耗，可以选择性的打开需要使用的外设时钟。

4.2STM32F40x系列芯片的时钟系统STM32F40x系列芯片的时钟系统框图见图4-2，又称时钟树。STM32F40x系列芯片的时钟系统需要通过时钟输入、倍频、分频等实现对各部分的时钟输出。图4-2STM32F407的时钟树

4.2STM32F40x系列芯片的时钟系统STM32F40x有多个时钟源，分别是高速外部时钟（HighSpeedExternalClock，HSE）、低速外部时钟（LowSpeedExternalClock，LSE）、高速内部时钟（HighSpeedInternalClock，HSI）、低速内部时钟（LowSpeedInternalClock，LSI）。HSE一般在4-26MHz之间，由外部晶体振荡器提供，并经锁相环（PhaseLockedLoop，PLL）倍频等处理后作为系统时钟；LSE为也由外部晶体振荡器提供，一般取32.768KHz，常用于实时时钟(Real_TimeClock，RTC)；HSI为16MHz，上电默认启动，精度不高；LSI约30KHz，精度不高，一般用于看门狗定时器等。对时钟源信号处置有切换、配置、倍频、分频等程序设计内容。对系统时钟的学习，学习者需要关注时钟源、系统时钟、相关外设时钟等，这些通过软件STM32CubeMX均可以轻松配置。

4.3STM32标准库、HAL库、LL库简介嵌入式技术通过编写程序来实现控制、测量、数据传输等目的。嵌入式技术表现出来均是对芯片引脚的读写，但是根本上来说，则在于对嵌入式芯片内部寄存器的读写，即向寄存器写入数据，或从寄存器读出数据。编写程序的过程，即是对寄存器的读写过程。有两种方式可以实现对寄存器的操作，一是直接操作寄存器，一是通过库函数操作寄存器。下面的程序是直接操作寄存器，让PA0置1的例子。GPIOA-BSRR|=0//直接操作寄存器，PA0置1

4.3STM32标准库、HAL库、LL库简介ST公司为开发者提供了非常方便的开发库，主要有标准外设库SPL(StandardPeripheralLibrary，SPL库)、HAL库（HardwareAbstractionLayer）、LL库（LowLayer）三种。标准外设库提供了很多的库函数，使用时只需要进行库函数的调用即可，程序的编写、维护效率很高；HAL库基于一个配置软件STM32CubeMX，类似于图形化编程，在配置方面非常直观形象，使用简单，程序的可读性很强，尤其是适合于初学者。LL库也可以通过STM32CubeMX产生，更加的小型化，更加的精简，只是硬件的覆盖率还不是很高。下面提供引脚控制的几个例子，以体现几种编程方式的差异：GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_P