第1章 STM32基本原理.ppt

1、基于STM32的嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計第一章 STM32基本原理,博客： 交流論壇： 開發(fā)板和教程： ,要點,STM32性能和結(jié)構(gòu),CortexM3處理器,輸入輸出端口GPIO,引腳、電源和時鐘樹,模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換,中斷,定時器,DMA,靈活的FSMC,同步和異步串行接口,第一章 STM32基本原理,學(xué)習(xí)STM32需要從原理入手，為硬件、軟件、操作系統(tǒng)、工程實踐學(xué)習(xí)打下一個良好的基礎(chǔ)。 本章的第一部分是STM32的性能和結(jié)構(gòu)，然后是對Cortex M3處理器的分析，之后是地址映射、引腳功能描述、電源連接、復(fù)位和時鐘控制RCC、輸入輸出端口GPIO、ADC和DAC、中斷、DMA、定時器、同步串行通信

2、SPI和I2C、同步異步串行通信USART，最后是靈活的存儲器控制FSMC。 通過本章的學(xué)習(xí)，既可以掌握STM32的全貌，也可以學(xué)習(xí)到重要的關(guān)于Cortex M3處理器內(nèi)核和STM32器件的細(xì)節(jié)信息,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.1總體性能,以高密度的STM32F103VET6為例，能適合一般項目的需要，價格在30元以下，避免由于FLASH和RAM太小造成的瓶頸。 VET6的含義為： V的含義為100pins,即100個管腳。 E表示512KB的FLASH。 T表示LQFP封裝。 6 表示-40到85度的溫度范圍。,STM32F103系列芯片包括從36腳至100腳不同封裝形式,STM32

3、系列命名遵循一定的規(guī)則:,退出,芯片類型：F通用快閃，L低電壓（1.653.6V），W無線系統(tǒng)芯片。,103ARM Cortex-M3內(nèi)核，增強(qiáng)型；050ARM Cortex-M0內(nèi)核；101ARM Cortex-M3內(nèi)核，基本型； 102ARM Cortex-M3內(nèi)核，USB基本型；105ARM Cortex-M3內(nèi)核，USB互聯(lián)網(wǎng)型； 107ARM Cortex-M3內(nèi)核，USB互聯(lián)網(wǎng)型、以太網(wǎng)型；215/217ARM Cortex-M3內(nèi)核，加密模塊；405/407ARM Cortex-M4內(nèi)核，不加密模塊等。,引腳數(shù)目：R64PIN，F(xiàn)20PIN，G28PIN；K32PIN，T36PI

4、N，H40PIN，C48PIN，U63PIN， O90PIN，V100PIN，Q132PIN，Z144PIN，I176PIN。,B128KB Flash（中容量），416KB Flash（小容量）， 632KB Flash（小容量），864KB Flash（中容量），C256KB Flash（大容量），D384KB Flash（大容量），E512KB Flash（大容量），F(xiàn)768KB Flash（大容量），G1MKB Flash（大容量）。,封裝信息：TLQFP，HBGA，UVFQFPN，YWLCSP。,工作溫度范圍：6-4085（工業(yè)級）， 7-40105（工業(yè)級）。,6 KB RAM*,

5、6 KB RAM*,STM32F103 “增強(qiáng)型”系列,Flash Size (bytes),128 K,256 K,512 K,100 pins LQFP/BGA,STM32F103Rx 20 KB RAM,STM32F103Rx 20 KB RAM,STM32F103Cx 20 KB RAM,32 K,64 K,STM32F103Rx 64 KB RAM,STM32F103Vx 20 KB RAM,STM32F103Vx 64 KB RAM,STM32F103Vx 20 KB RAM,STM32F103Vx 64 KB RAM,3xUSART 3x16-bit timer 2xSPI, 2

6、XI2C USB, CAN, PWM 2xADC,64 pins LQFP,48 pinsLQFP,2xUSART 2x16-bit timer 1xSPI, 1xI2C USB, CAN, PWM 2xADC,5xUSART 5x16-bit timer 2xSPI, 2XI2C USB, CAN, PWM 2xADC, 2xDAC, I2S EMI (144 pins only),STM32F103Rx 64 KB RAM,144 pins LQFP/BGA,STM32F103Zx 64 KB RAM,STM32F103Zx 64 KB RAM,STM32R103Zx 64 KB RAM,

7、STM32F103Cx 10 KB RAM,STM32F103Rx 10 KB RAM,* 32kB devices exist w/o the CAN and USB, with 6kB of RAM,0 K,Samples April 07 Production Oct 07,Samples Dec 07 Production Q2 08,STM32 MCU結(jié)構(gòu) 由控制單元、從屬單元和總線矩陣三大部分組成，控制單元和從屬單元通過總線矩陣相連接 控制單元包括 Cortex-M3內(nèi)核和兩個DMA控制器（DMA1和DMA2） 從屬單元包括存儲器（Flash和SRAM等）和設(shè)備（連接片外設(shè)備的接口

8、和片內(nèi)設(shè)備）,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,STM32 MCU結(jié)構(gòu) 連接片外設(shè)備的接口有并行接口和串行接口，并行接口即通用IO接口GPIO，串行接口有USART、SPI、I2C、USB和CAN等 片內(nèi)設(shè)備有定時器TIM、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC等,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,總線結(jié)構(gòu)中各單元的功能,STM32 MCU結(jié)構(gòu) ICode 總線：將 Flash 存儲器指令接口與 Cortex-M3 內(nèi)核的指令總線相連接，用于指 令預(yù)取； DCode 總線：將 Flash 存儲器的數(shù)據(jù)接口與 Cortex-M3 內(nèi)核的 DCode 總線相連接

9、，用于常量加載和調(diào)試訪問； System 總線：將Cortex-M3 內(nèi)核的 System 總線（外設(shè)總線）連接到總線矩陣；,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,STM32 MCU結(jié)構(gòu) DMA 總線：將DMA 的 AHB 主控接口與總線矩陣相連； 總線矩陣：用于連接三個主動單元部件和三個被動單元,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和仲裁Cortex-M3 內(nèi)核和 DMA 對 SRAM 的訪問，仲裁采用輪換算法 AHB/APB 橋：兩個 AHB/APB 橋在 AHB 和 2 個 APB 總線之間提供完全同步連接。,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.

10、2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,(1)Cortex-M3 CPU所在之處，是司令部是大腦。 (2)總線矩陣 (3)FLASH通過FLASH接口連接CPU。 (4)靜態(tài)存儲器SRAM通過總線矩陣連接CPU。 (5)復(fù)位和時鐘控制RCC。 (6)低速APB1外設(shè)。 (7)低速APB2外設(shè)。 (8)可變靜態(tài)存儲控制器FSMC。 (9)DMA通道。,1.1 STM32性能和結(jié)構(gòu)1.1.3 芯片封裝和管腳概述,Cortex-M3簡介 Cortex-M3是采用哈佛結(jié)構(gòu)的32位處理器內(nèi)核，擁有獨立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，兩者共享同一個4GB存儲空間 Cortex-M3內(nèi)

11、建一個嵌套向量中斷控制器（NVIC：Nested Vectored Interrupt Controller），支持可嵌套中斷、向量中斷和動態(tài)優(yōu)先級等 Cortex-M3內(nèi)部還包含一個系統(tǒng)滴答定時器SysTick,1.2 Cortex M3處理器,1.2 Cortex M3處理器 1.2.1 Cortex-M3的定位和應(yīng)用,從圖1.2.1可見，嵌入式處理器核CortexM3，容量(Capability)和執(zhí)行功能(Performance Functionality)都居中，但其性價比是當(dāng)今最好的品種之一，也是現(xiàn)在最流行的品種之一。,1.2 Cortex M3處理器 1.2.2 Cortex-M

12、3處理器結(jié)構(gòu),1.2 Cortex M3處理器 1.2.3 Cortex-M3寄存器,1.2 Cortex M3處理器 1.2.3 Cortex-M3寄存器,1.2 Cortex M3處理器 1.2.3 Cortex-M3寄存器,特殊功能寄存器,1.2 Cortex M3處理器 1.2.3 Cortex-M3寄存器,1.2 Cortex M3處理器 1.2.4 堆棧,1.2 Cortex M3處理器 1.2.4 堆棧,1.3 STM32存儲地址映射,程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、寄存器和輸入輸出端口寄存器被組織在同一個4GB的線性地址空間內(nèi),1.3 STM32存儲地址映射,代碼分析，P13代碼1-2

13、 到1-6 說明如何訪問串口寄存器來實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)到串口,1.3 STM32存儲地址映射,1.4 引腳功能描述,引腳功能來源于數(shù)據(jù)手冊，注意復(fù)用功能,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,復(fù)位分三種形式，電源復(fù)位、系統(tǒng)復(fù)位和備份區(qū)域復(fù)位。,1.6.1 復(fù)位,STM32 系統(tǒng)時鐘樹 系統(tǒng)時鐘樹由系統(tǒng)時鐘源、系統(tǒng)時鐘和設(shè)備時鐘等部分組成 系統(tǒng)時鐘源有4個： 高速外部時鐘HSE、 低速外部時鐘LSE、 高速內(nèi)部時鐘HSI和 低速內(nèi)部時鐘LSI,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,1.6.2時鐘源,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,時鐘樹圖解了各個設(shè)備時鐘的來源。 參考P19頁圖1-11 STM32時鐘樹。 問題：STM32定

14、時器1是APB2外設(shè)，請從晶振開始，分析器定時器1時鐘的來源。 那么定時器2呢？,通常，STM32主頻在72M,而外時鐘選擇8M，因此必須通過倍頻獲得。(鎖相環(huán)PLL對選擇的時鐘進(jìn)行倍頻),1.6.2時鐘源,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,STM32 系統(tǒng)時鐘樹 系統(tǒng)時鐘SYSCLK可以是HSE或HSI，也可以是HSE或HSI通過鎖相環(huán)倍頻后的鎖相環(huán)時鐘PLLCLK SYSCLK經(jīng)AHB預(yù)分頻器分頻后得到AHB總線時鐘HCLK，HCLK經(jīng)APB1/APB2預(yù)分頻器分頻后得到APB1/APB2總線時鐘PCLK1和PCLK2,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,STM32 MCU系統(tǒng)時鐘樹 系統(tǒng)時鐘樹中的時鐘

15、選擇、預(yù)分頻值和外設(shè)時鐘使能等都可以通過對復(fù)位和時鐘控制（RCC）寄存器編程實現(xiàn),1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,STM32 MCU系統(tǒng)時鐘樹 Keil的電源，復(fù)位和時鐘控制對話框,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,STM32 MCU系統(tǒng)時鐘樹 APB2設(shè)備時鐘使能寄存器（RCC_APB2ENR）,前頁 返回,郭書軍 cortex_,1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,STM32 MCU系統(tǒng)時鐘樹 Keil的APB橋?qū)υ捒?1.6復(fù)位和時鐘控制RCC,1.7輸入輸出端口GPIO 1.7.1常規(guī)輸入輸出GPIO,GPIO包括多個16位I/O端口，每個端口可以獨立設(shè)置3工作模式，并可獨立地置位或復(fù)位 GPIO由寄存

16、器、輸入驅(qū)動器和輸出驅(qū)動器等部分組成 GPIO是可編程輸入/輸出端口,1.7輸入輸出端口GPIO1.7.1常規(guī)輸入輸出GPIO,GPIO通過7個32位寄存器進(jìn)行操作,1.7輸入輸出端口GPIO 1.7.1常規(guī)輸入輸出GPIO,GPIO結(jié)構(gòu)及寄存器說明 每個端口的4個配置位是CNF1:0和MODE1:0,注：(1) ODR=1：上拉，ODR=0：下拉,(2) 01/10/11依次對應(yīng)最大輸出頻率為10MHz/2MHz/50MHz,1.7輸入輸出端口GPIO 1.7.1常規(guī)輸入輸出GPIO,GPIO端口的模式模式是輸入浮空，為什么這樣設(shè)計？,1.7輸入輸出端口GPIO1.7.2 GPIO復(fù)用,可以

17、將具有復(fù)用功能的引腳的功能進(jìn)行重新配置，例如配置一些管腳為ADC的管腳，這些管腳就不能再作為GPIO使用。這個過程叫做復(fù)用重映射。 8個ADC通過的選擇過程P21-22。 問題：根據(jù)P21表1-7，如果需要選擇一個引腳做ADC輸入引腳，可以選擇哪個引腳呢？為什么？,ADC簡介 模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC的主要功能是將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號以便于微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 STM32 ADC是12位逐次比較型，最多可測量21個外部的模擬量，各通道的轉(zhuǎn)換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí)。,1.8模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 1.8.1 模-數(shù)轉(zhuǎn)換器,ADC結(jié)構(gòu) STM32 ADC主要由模擬多路開關(guān)、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)

18、據(jù)寄存器和觸發(fā)選擇等部分組成 轉(zhuǎn)換通道分為規(guī)則通道和注入通道兩組 規(guī)則通道由最多16個通道組成，按順序轉(zhuǎn)換 注入通道由最多4個通道組成，可插入轉(zhuǎn)換,1.8模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 1.8.1 模-數(shù)轉(zhuǎn)換器,1.8模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 1.8.2數(shù)-模轉(zhuǎn)換器,1. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器框圖分析 P24 圖1-15。 2.參考源。 3.信號發(fā)生器功能。,中斷簡介 接口數(shù)據(jù)傳送控制方式有查詢、中斷和DMA等，中斷是重要的接口數(shù)據(jù)傳送控制方式 STM32中斷控制分為全局和局部2級，全局中斷由嵌套向量中斷控制器NVIC控制，局部中斷由設(shè)備控制 STM32有84個中斷，包括16個內(nèi)核中斷和68個可屏蔽中斷，具有16

19、級可編程的中斷優(yōu)先級。而常用的就是這68個可屏蔽中斷： 在STM32F103系列上面，只有60個（在107系列才有68個） 嵌入式實時操作系統(tǒng)的系統(tǒng)服務(wù)也是靠中斷激發(fā)的！,1.9中斷,STM32部分中斷向量表（異常）,1.9中斷1.9.1 STM32的中斷通道和中斷向量處理,STM32部分中斷向量表（中斷向量存放的執(zhí)行代碼么？）,1.9中斷1.9.1 STM32的中斷通道和中斷向量處理,STM32部分中斷向量表（續(xù)）,1.9中斷1.9.1 STM32的中斷通道和中斷向量處理,STM32部分中斷向量表（續(xù)）,1.9中斷1.9.1 STM32的中斷通道和中斷向量處理,1.9中斷1.9.1 STM3

20、2的中斷通道和中斷向量處理,1.STM32中斷通道。 表1-8中的中斷通道分析 2.啟動代碼設(shè)置中斷向量表 代碼1-7分析 3.復(fù)位中斷的處理 代碼1-8分析,EXTI中斷 每個配置為輸入方式的GPIO引腳都可以配置成外部中斷的中斷輸入口，這點也是STM32的強(qiáng)大之處。 STM32F103的中斷控制器支持19個外部中斷/事件請求。 每個中斷設(shè)有狀態(tài)位，每個中斷/事件都有獨立的觸發(fā)和屏蔽設(shè)置，觸發(fā)請求可以是上升沿、下降沿或者雙邊沿觸發(fā)。,1.9中斷1.9.2 STM32外部中斷EXTI,ALIENTEK,中斷線的映射關(guān)系圖,1.9中斷1.9.2 STM32外部中斷EXTI,EXTI中斷 STM3

21、2F103的19個外部中斷為： EXTI線015連接到對應(yīng)外部IO口的輸入中斷 EXTI線16連接到PVD中斷 EXTI線17連接到RTC鬧鐘中斷 EXTI線18連接到USB喚醒中斷 EXTI線19連接到以太網(wǎng)喚醒中斷（F107系列） 注意：同一時間，對于不同端口同一序列的端口線，只能設(shè)置一個為中斷！,1.9中斷1.9.2 STM32外部中斷,問題： 是否可以用PA0和PB0同時作為外部中斷？ 是否可以用PA0和PB1同時作為外部中斷？ 為什么？,STM32支持16個中斷優(yōu)先級，使用8位中斷優(yōu)先級設(shè)置的高4位，并分為搶占優(yōu)先級（先占優(yōu)先級）和非搶占優(yōu)先級（從優(yōu)先級或響應(yīng)優(yōu)先級），搶占優(yōu)先級在前

22、，響應(yīng)優(yōu)先級在后，具體位數(shù)通過應(yīng)用程序中斷及復(fù)位控制寄存器AIRCR的優(yōu)先級分組PRIGROUP位段（AIRCR10:8）設(shè)置。,1.9中斷1.9.3 STM32中斷優(yōu)先級分組,優(yōu) 先級越高，數(shù)值越低！,1.9中斷1.9.3 STM32中斷優(yōu)先級分組,注意： 第一，如果兩個中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級都是一樣的話，則看哪個中斷先發(fā)生就先執(zhí)行； 第二，高優(yōu)先級的搶占優(yōu)先級是可以打斷正在進(jìn)行的低搶占優(yōu)先級中斷的。而搶占優(yōu)先級相同的中斷，高優(yōu)先級的響應(yīng)優(yōu)先級不可以打斷低響應(yīng)優(yōu)先級的中斷。,DMA簡介 直接存儲器存?。―MA）用來提供在外設(shè)和存儲器之間或者存儲器和存儲器之間的批量數(shù)據(jù)傳輸。DMA傳送過

23、程中無須CPU干預(yù)，數(shù)據(jù)可以通過DMA快速地傳送，這就節(jié)省了CPU的資源來做其他操作 STM32的兩個DMA控制器有12個通道（DMA1有7個通道DMA2有5個通道），每個通道專門用來管理來自于一個或多個外設(shè)對存儲器訪問的請求，還有一個仲裁器來協(xié)調(diào)各個DMA請求的優(yōu)先權(quán)。,1.10 直接存儲器存取DMA,1.10 DMA1.10.1 DMA解析,1.圖1-17DMA框圖解析 2.從內(nèi)存到外設(shè)或從外設(shè)到內(nèi)存的DMA傳輸。 3.傳輸申請和仲裁。,DMA1的通道請求源,1.10 DMA 1.10.2 DMA通道和請求,在使用某一條通道時，應(yīng)盡可能做到只有一個外設(shè)的DMA請求或者時分復(fù)用。,P32表1

24、-10和表1-11,DMA仲裁機(jī)制,1.10 DMA 1.10.2 DMA通道和請求,仲裁器是用來協(xié)調(diào)各個 DMA 通道的優(yōu)先級（這里所說的優(yōu)先級指的是DMA通道的優(yōu)先級，而不是來自外設(shè)的DMA請求的優(yōu)先級）。然后，再由仲裁器根據(jù)優(yōu)先級來處理各個通道的。 通道號高，優(yōu)先級低。 同一DMA模塊可通過軟件編程設(shè)置通道優(yōu)先權(quán)。,P33圖1-18,TIM結(jié)構(gòu)和功能說明 STM32定時器： 系統(tǒng)滴答定時器SysTick，常規(guī)定時器（高級控制定時器TIM1/8、通用定時器TIM2-5、基本定時器TIM6/7 ） 。 實時鐘RTC、獨立看門狗IWDG和窗口看門狗WWDG等 高級控制定時器除了具有剎車輸入BK

25、IN、互補(bǔ)輸出CHxN和重復(fù)次數(shù)計數(shù)器外與通用定時器的主要功能基本相同，兩者都包含基本定時器的功能 實時鐘提供時鐘日歷的功能。 獨立看門狗和窗口看門狗用來檢測和解決軟件錯誤引起的故障,1.11 定時器,高級控制定時器 高級控制定時器主要由時基單元、輸入捕獲和輸出比較等部分組成 時基單元包含16位計數(shù)器CNT、16位預(yù)分頻器PSC、自動重裝載寄存器ARR和重復(fù)次數(shù)計數(shù)器RCR 時基單元是定時器的核心，也是基本定時器的主要功能單元,1.11 定時器1.11.1 STM32常規(guī)定時器,高級控制定時器 輸入捕獲包含輸入濾波器和邊沿檢測器、預(yù)分頻器和捕獲/比較寄存器等，可以測量輸入信號的周期和脈沖寬度

26、輸出比較包含捕獲/比較寄存器、死區(qū)發(fā)生器DTG和輸出控制，可以產(chǎn)生PWM等,1.11 定時器1.11.1 STM32常規(guī)定時器,計數(shù)器模式 向上計數(shù)模式：計數(shù)器從0計數(shù)到設(shè)定的數(shù)值，然后重新從0開始計數(shù)并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件。 向下計數(shù)模式：計數(shù)器從設(shè)定的數(shù)值開始向下計數(shù)到0，然后自動從設(shè)定的數(shù)值重新向下計數(shù)，并產(chǎn)生一個向下溢出事件。 中央對齊模式（向上/向下計數(shù)）:計數(shù)器從0開始計數(shù)到設(shè)定的數(shù)值-1，產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件，然后向下計數(shù)到1并且產(chǎn)生一個計數(shù)器下溢事件；再從0開始重新計數(shù)。,1.11 定時器1.11.1 STM32常規(guī)定時器,1.11 定時器1.11.1 STM32常規(guī)定時

27、器,STM32的常規(guī)定時器分為三類，包括 1.高級控制定時器TIM1和TIM8 2.通用定時器TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 3.基本定時器TIM6、TIM7 三種定時器功能 P39表1-16,系統(tǒng)滴答定時器說明 Systick就是一個簡易的周期定時器，放在了NVIC中，主要目的是為了給操作系統(tǒng)提供一個硬件上的中斷（號稱滴答中斷）。 操作系統(tǒng)進(jìn)行運轉(zhuǎn)的時候，也會有“心跳”。它會根據(jù)“心跳”的節(jié)拍來工作，把整個時間段分成很多小小的時間片，每個任務(wù)每次只能運行一個“時間片”的時間長度就得退出給別的任務(wù)運行，這樣可以確保任何一個任務(wù)都不會霸占整個系統(tǒng)不放。或者把每個定時器周期的某個時間范圍賜

28、予特定的任務(wù)等，還有操作系統(tǒng)提供的各種定時功能，都與這個滴答定時器有關(guān)。因此，需要一個定時器來產(chǎn)生周期性的中斷，而且最好還讓用戶程序不能隨意訪問它的寄存器，以維持操作系統(tǒng)“心跳”的節(jié)律。只要不把它在SysTick控制及狀態(tài)寄存器中的使能位清除，就永不停息。,1.11 定時器1.11.2 系統(tǒng)滴答定時器SysTick,系統(tǒng)滴答定時器寄存器 四個寄存器： SysTick-CTRL, -控制和狀態(tài)寄存器 SysTick-LOAD, -重裝載寄存器 SysTick-VAL, -當(dāng)前值寄存器 SysTick-CALIB, -校準(zhǔn)值寄存器,1.11 定時器1.11.2 系統(tǒng)滴答定時器SysTick,1.1

29、1 定時器1.11.2 系統(tǒng)滴答定時器SysTick,1.SysTic定時器的位置和功能 2. SysTic定時器的4個寄存器 表1-12 表1-15 3. SysTic定時器編程（寄存器級別）。 P36代碼1-10. 4. SysTic定時器編程（庫函數(shù)級別）。 P36代碼1-11. 庫函數(shù)實現(xiàn)原理 P36代碼1-12,SPI結(jié)構(gòu) 串行外設(shè)接口（Serial peripheral interface：SPI）是一種同步串行外設(shè)接口，它可以使MCU與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信、交換信息。 SPI可以實現(xiàn)主設(shè)備或從設(shè)備協(xié)議，當(dāng)配置為主設(shè)備時，SPI可以連接多達(dá)16個獨立的從設(shè)備，發(fā)送數(shù)據(jù)和接

30、收數(shù)據(jù)寄存器的寬度可配置為8位或16位 SPI使用2根數(shù)據(jù)線、1根控制線和1根時鐘線實現(xiàn)串行通信 主入從出(MISO) 主出從入(MOSI) 串行時鐘(SCK) 從設(shè)備選擇(NSS),1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.1 SPI,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.1 SPI,SPI時鐘周期 在一個SPI時鐘周期內(nèi)，會完成如下操作： 1) 主機(jī)通過MOSI線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，從機(jī)通過該線讀取這1位數(shù)據(jù)； 2) 從機(jī)通過MISO線發(fā)送1位數(shù)據(jù)，主機(jī)通過該線讀取這1位數(shù)據(jù)。 這個SPI時鐘周期，就是SCK信號的時鐘周期。因此，該時鐘的頻率決定了SPI的傳輸速率。 SPI主從模式

31、SPI接口支持多從機(jī)模式，如圖1-19.,SPI結(jié)構(gòu) SPI由收發(fā)數(shù)據(jù)和收發(fā)控制兩部分組成 收發(fā)數(shù)據(jù)部分包括發(fā)送緩沖區(qū)、接收緩存區(qū)和移位寄存器 收發(fā)控制部分包括控制狀態(tài)寄存器、通信電路、主控制電路和波特率發(fā)生器,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.1 SPI,SPI結(jié)構(gòu) NSS是一個可選的引腳功能是用作“片選引腳”用來選擇從設(shè)備，通常配置成通用I/O引腳 當(dāng)SPI連接多個從設(shè)備時MOSI、MISO和SCK連接所有的從設(shè)備，但每個從設(shè)備的NSS引腳必須連接到主設(shè)備的一個通用I/O引腳,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.1 SPI,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12

32、.1 SPI,SPI框圖分析,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.1 SPI,SPI波形圖,I2C結(jié)構(gòu) 內(nèi)部集成電路總線接口I2C是通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，用于連接微控制器和外圍設(shè)備，連接在總線上的每個設(shè)備都有唯一的7/10位地址 I2C使用一根雙向串行數(shù)據(jù)線SDA和一根雙向串行時鐘線SCL實現(xiàn)主/從設(shè)備間的多主串行通信,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.2 I2C,I2C結(jié)構(gòu) SDA和SCL的時序關(guān)系 起始條件是在SCL高電平時SDA從高電平變?yōu)榈碗娖剑?停止條件是在SCL高電平時SDA從低電平變?yōu)楦唠娖?SDA上的數(shù)據(jù)必須在SCL高電平時保持穩(wěn)定，低電平時

33、 可以改變。發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)后釋放SDA（高電平），接收器接收數(shù)據(jù)后必須在SCL低電平時將SDA變?yōu)榈碗娖剑⒃赟CL高電平時保持穩(wěn)定，作為對發(fā)送器的應(yīng)答,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.2 I2C,I2C結(jié)構(gòu) 傳輸數(shù)據(jù) 發(fā)送到SDA信號線上的數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位，每個字節(jié)必須為8位，而且是高位在前，低位在后，每次發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)量不受限制。當(dāng)發(fā)送方發(fā)送完每一字節(jié)后，都必須等待接收方返回一個應(yīng)答響應(yīng)信號ACK。 發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)后釋放SDA（高電平），接收器接收數(shù)據(jù)后必須在SCL低電平時將SDA變?yōu)榈碗娖剑⒃赟CL高電平時保持穩(wěn)定，作為對發(fā)送器的應(yīng)答,1.12 同步串行口SPI和I2C

34、 1.12.2 I2C,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.2 I2C,I2C 總線作為一個多主機(jī)的總線，可以連接多于一個能控制總線的器件到總線。主機(jī)通常是微控制器，例如STM32?？紤]數(shù)據(jù)在兩個連接到I2C 總線的微控制器及三個I2C外設(shè)之間傳輸?shù)那闆r如圖P43頁1-22：,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.2 I2C,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.2 I2C,I2C結(jié)構(gòu) I2C由數(shù)據(jù)和時鐘兩部分組成 數(shù)據(jù)部分包括數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)移位寄存器和數(shù)據(jù)控制等 時鐘部分包括控制狀態(tài)寄存器、時鐘控制寄存器、控制邏輯電路和時鐘控制等，控制狀態(tài)寄存器通過控制邏輯電路等控制時鐘的行為,1.12 同步串行口SPI和I2C 1.12.2 I2C,USART簡介 Universal synchronous Asynchronous Receiver /Transmitter 它提供了一種靈活的方法與使用異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設(shè)備