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工程師實戰(zhàn)干貨分享:77條STM32知識匯總

發(fā)布時間:2019-08-13 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】以下是工程師結(jié)合自己的工作實戰(zhàn)經(jīng)驗分享,總共有77條STM32知識匯總,建議收藏!SYSCLK時鐘源有三個來源:HSI RC、HSE OSC、PLL等。
 
1、  SYSCLK時鐘源有三個來源:HSI RC、HSE OSC、PLL
 
 
2、  MCO[2:0]可以提供4源不同的時鐘同步信號,PA8
 
3、  GPIO口貌似有兩個反向串聯(lián)的二極管用作鉗位二極管。
 
 
4、  ICode總線,DCode總線、系統(tǒng)總線、DMA總線、總線矩陣、AHB/APB橋
 
5、在使用一個外設(shè)之前,必須設(shè)置寄存器RCC_AHBENR來打開該外設(shè)的時鐘
 
6、 STM32復(fù)位有三種:系統(tǒng)復(fù)位、上電復(fù)位、備份區(qū)域復(fù)位。其中系統(tǒng)復(fù)位除了RCC_CSR中的復(fù)位標(biāo)志和BKP中的數(shù)值不復(fù)位之外,其他的所有寄存器全部復(fù)位。
 
觸發(fā)方式例如外部復(fù)位、看門狗復(fù)位、軟件復(fù)位等;電源復(fù)位由于外部電源的上電/掉電復(fù)位或者待機模式返回。
 
復(fù)位除了BKP中的寄存器值不動,其他全部復(fù)位;備份區(qū)域復(fù)位的觸發(fā)源為軟件復(fù)位或者VDD和VBAT全部掉電時。
 
7、 (NestedVectored Interrupt Controller)NVIC嵌套向量中斷控制器,分為兩種:搶先式優(yōu)先級(可嵌套)和中斷優(yōu)先級(副優(yōu)先級,不能嵌套)。
 
兩種優(yōu)先級由4位二進(jìn)制位決定。分配下來有十六種情況:
 
 
8、自動裝載寄存器和影子寄存器:前者相當(dāng)于51當(dāng)中的溢出設(shè)定數(shù)值。而影子寄存器顧名思義是影子,就是寄存器的另一分copy。
 
實際起作用的是影子寄存器,而程序員操縱的則是自動裝載寄存器。如果APPE位使能,表明自動裝載寄存器的值在下一次更新事件發(fā)生后才寫入新值。
 
否則,寫入自動裝載寄存器的值會被立即更新到影子寄存器。
 
 
9、
 
 
10、ARM公司只生產(chǎn)內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn),不生產(chǎn)芯片。ST、TI這樣的公司從ARM公司那里購買內(nèi)核,然后外加自己的總線結(jié)構(gòu)、外設(shè)、存儲器、始終和復(fù)位、I/O后就組成了自己的芯片。
 
 
11、電容觸摸屏原理:通過充放電的曲線不同來檢測是否被按下。 實際的實驗過程中,TPAD可以用一塊覆銅區(qū)域來替代,通過電容的充放電常數(shù)來確定是否按下。
 
 
12、OLED,即有機發(fā)光二極管,又稱為有機電激光顯示。下圖為OLED的GRAM與屏幕的對應(yīng)表
 
 
PAGE2單獨列出來:
 
 
13、USART可以操縱SPI設(shè)備。不過最大頻率只有4.5MHz
 
14、使用I/O口時應(yīng)該注意的問題
 
 
15、ADC的Vref+和Vdda與VSS,Vref-一定要加高質(zhì)量的濾波電容,切靠近單片機。
 
 
16、在STM32內(nèi)部,F(xiàn)SMC的一端通過內(nèi)部高速總線AHB連接到內(nèi)核Cortex-M3,另一端則是面向擴展存儲器的外部總線。
 
內(nèi)核對外部存儲器的訪問信號發(fā)送到AHB總線后,經(jīng)過FSMC轉(zhuǎn)換為符合外部存儲器通信規(guī)約的信號,送到外部存儲器的相應(yīng)引腳,實現(xiàn)內(nèi)核與外部存儲器之間的數(shù)據(jù)交互。
 
 
17、FSMC中的DATASET和ADDSET的設(shè)置需要參看外部存儲器的時序圖來確定。
 
一般而言,DATASET指的是數(shù)據(jù)建立時間,也就是讀/寫信號開始到讀/寫信號停止(上升沿存儲數(shù)據(jù))的持續(xù)時間。(一般來說寫比讀快?。?。
 
而ADDSET指的是地址建立時間,指的是片選之后到讀/寫操作之前的時間,這是針對SRAM來說的,如果操縱的是TFT,不存在地址線,所以此時的ADDSET就是讀/寫信號結(jié)束到RS電平的轉(zhuǎn)換時間。
 
18、
 
 
19、
 
 
20、FSMC的三個配置寄存器:FSMC_BCRx(片選控制配置)、FSMC_BTRx(片選時序)、FSMC_BWTRx(片選寫時序)。
 
21、RTC時鐘配置必須要用到BKP寄存器,BKP寄存器在單片機復(fù)位、電源復(fù)位、待機喚醒模式下是不會更改值的,他的供電由VDD供電,VDD被切斷后自動切換至外部的VBAT供電。
 
22、要修改BKP寄存器的值,必須取消其寫保護(hù)的標(biāo)志。BKP寄存器在上電時自動寫保護(hù)。
 
23、Stm32有三種省電模式:
 
 
三種省電模式中,耗電量從上到下依次降低,待機模式的電流僅為2uA。
 
24、從待機模式中喚醒單片機等效于讓單片機復(fù)位,但是電源寄存器的值會有一個標(biāo)志位指示單片機是被喚醒的,不是被復(fù)位的。
 
25、ADC的時鐘不要超過14MHz,否則轉(zhuǎn)換精度會下降。最大轉(zhuǎn)換速率為1MHz,即轉(zhuǎn)換周期為1us(14MHz,采樣周期為1.5個ADC時鐘)
 
26、Tcovn=采樣時間+12.5個周期。采樣時間盡量選長一點,這樣精度高一些,但是轉(zhuǎn)換速率下降,這也是有利必有弊。
 
27、   
 
 
28、拿ARM7TDMI來說,T代表Thumb指令集,D是說支持JTAG調(diào)試(Debugging),M意指快速乘法器,I則對應(yīng)一個嵌入式ICE模塊。
 
29、MMU作為嵌入式處理器與應(yīng)用處理器的分水嶺標(biāo)志à具有內(nèi)存管理單元的嵌入式處理器可以定位為應(yīng)用處理器。
 
這么說M系列和A系列的處理器的區(qū)別在于A系列的處理器具有MMU單元可以進(jìn)行內(nèi)存模塊的管理。
 
30、ARM處理器有兩種狀態(tài):ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)。
 
 
31、這張圖說明了一切:Thumb2指令集做了一件很偉大的事情:將16位和32位的指令集融為一體,兼容性非常強?。ㄟ@么說CM3不支持某些32位ARM指令集??)
 
32、
 
 
33、MSP是系統(tǒng)復(fù)位后使用的堆棧指針,PSP由用戶的代碼使用。兩個堆棧指針為4字節(jié)對齊??!
 
34、在ARM編程領(lǐng)域中,凡是打斷程序運行的事件,統(tǒng)稱為異常(exception)。
 
35、因為存在LR(鏈接寄存器),所以可支持1級的子程序調(diào)用而不用壓棧到內(nèi)存,大大提高了運行速度。---à這就是說,我們在編程的時候,一級調(diào)用是不會耗費太多時間的,除非是二級調(diào)用!
 
36、處理器有兩種操作模式:handler模式和線程模式。
 
 
處理器也有兩種特權(quán)分級:特權(quán)級和用戶級。 這張圖說明了一切:復(fù)位進(jìn)入特權(quán)級線程模式,如果有異常,進(jìn)入特權(quán)級的handler模式處理異常或中斷例程,然后返回至特權(quán)級線程模式。通過修改CONTROL寄存器可以進(jìn)入用戶級線程模式。
 
37、兩個高級定時器TIM1和TIM8是掛接在APB1總線上
 
38、STM32的外部中斷是以組來區(qū)分的,也就是說PA0,PB0,PC0單片機是無法區(qū)分其中哪個觸發(fā)的中斷à均為EXIT0線中斷服務(wù)例程。
 
所以,外部中斷支持16路的中斷分辨率。從另一個方面來講,我們可以設(shè)置GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOx, GPIO_PinSourcex);來開通中斷線實現(xiàn)組內(nèi)的不同中斷。
 
39、DAC有兩個寄存器,一個是DHR(Data HoldingRegister)數(shù)據(jù)保持寄存器,一個DOR(Data Output Register)數(shù)據(jù)輸出寄存器。
 
真正起作用的是DOR寄存器,該寄存器把值給數(shù)模轉(zhuǎn)換發(fā)生單元輸出以VREF+為參考電壓的電壓值。
 
如果是硬件觸發(fā)轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)將在1個ABP時鐘周期后把值給DOR,如果是軟件觸發(fā)轉(zhuǎn)換,時間為3個APB時鐘周期。然后,均等待Tsetting時間(Typical為3us,Max為4us)后真正輸出電壓值。
 
40、DAC分8位模式和12位模式,其中后者可以選擇左右對齊
 
41、DMA仲裁器分為軟件和硬件兩種。軟件部分分為4個等級,分別是很高優(yōu)先級、高優(yōu)先級、中等、低。硬件部分由通道的大小來決定優(yōu)先級,越低優(yōu)先級越高。
 
42、DMA有一個實時的傳輸數(shù)據(jù)量寄存器叫做DMA_CNDTR,最大值為65535,存放的是當(dāng)前傳輸所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。當(dāng)數(shù)據(jù)量變?yōu)?時,表明傳輸完成。
 
43、CAN總線(ControllerArea Network)。CAN控制器根據(jù)兩根線上的電位差來判斷總線電平,總線電平又分為顯性電平和隱性電平,二者必居其一。
 
44、CAN總線具有6個特點:
 
1:多主控制
 
2:系統(tǒng)若軟性
 
3、通訊速度較快,通訊距離較遠(yuǎn)
 
4、具有錯誤檢測、錯誤通知和錯誤恢復(fù)功能
 
5、故障封閉,當(dāng)總線上的設(shè)備發(fā)生連續(xù)故障錯誤時,CAN控制器會把改控制器踢出總線
 
6、連接節(jié)點多。理論上可以無限制加載,但是受到時間延遲和電氣負(fù)載的限制,實際數(shù)目是有限制的。降低傳輸速度可以適當(dāng)增加可掛接負(fù)載個數(shù)。
 
45、CAN協(xié)議有兩個標(biāo)準(zhǔn),ISO11898(針對125kbps~1Mbps的高速速率)和ISO11519-2(125kbps以下的低速速率)
 
 
47、CAN協(xié)議的有5種類型的幀:數(shù)據(jù)幀、遙控幀、錯誤幀、過載幀、幀間隔。其中前兩種幀有標(biāo)準(zhǔn)格式(11位ID)和擴展格式(29位ID)。
 
 
48、數(shù)據(jù)幀構(gòu)成:
 
(1) 幀起始。 表示數(shù)據(jù)開的段幀起始。
 
(2) 仲裁段。 表示該幀優(yōu)先級的仲裁段。
 
(3) 控制段。 表示數(shù)據(jù)的字節(jié)及保留位段。
 
(4) 數(shù)據(jù)段。 數(shù)據(jù)的內(nèi)容,一幀可發(fā)送0~8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。
 
(5) CRC段。  檢查幀的傳輸錯誤段。
 
(6) ACK段。  表示確認(rèn)正常接收的段。
 
(7) 幀結(jié)束。  表示數(shù)據(jù)的段幀結(jié)束。
 
 
49、Stm32f103系列只有一個CAN控制器,有3個發(fā)送郵箱和3級深度的2個FIFO,14個過濾組器。
 
50、STM32的每個過濾組可以配置為1個32位過濾器和2個16位過濾器。除此之外,還可以配置為屏蔽位模式(ID+屏蔽)和標(biāo)識符列表(ID和屏蔽寄存器均用來做ID寄存器)模式。
 
51、CAN接收到有效報文被放置在3級郵箱深度的FIFO中,F(xiàn)IFO完全由硬件來管理。
 
52、    CAN總線的波特率
 
 
53、觸摸屏一般分為電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏。前者檢測觸摸的位置原理是利用觸摸屏控制器中的A/D轉(zhuǎn)換器經(jīng)過兩次A/D讀值后得出X和Y的坐標(biāo)值。注意:這個X和Y的值是相對于觸摸屏的,而非LCD屏。
 
所以在這里需要注意兩個概念:觸摸屏和LCD屏。這是兩個不同的概念,也是兩個不同的物理結(jié)構(gòu),其中電阻觸摸屏是由上下兩個導(dǎo)電層中間夾著一層非常薄的透明隔層;而LCD就是指顯示屏。
 
 
54、電阻觸摸屏有X和Y、X和Y的比例因子、坐標(biāo)軸方向、偏移量。LCD也有自己的這些參數(shù)。兩者完全不相干,所以在定位的時候需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。公式:
 
 
通過對屏幕的四個點進(jìn)行校準(zhǔn),得到四元一次方程,求解即可。
 
55、NEC協(xié)議的數(shù)據(jù)幀格式:同步碼頭、地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼。同步碼由一個9ms的低電平和一個4.5ms的高電平組成,地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼均是8位數(shù)據(jù)格式。按照低位在前,高位在后的順序發(fā)送。
 
56、NEC協(xié)議在發(fā)送的時候,會有560us的38KHz的載波信號,而在接收的時候這部分載波信號被認(rèn)定為低電平,而剩余的(2.25ms-650us)的邏輯“1”和(1.12ms-650us)的邏輯“0”時間則被認(rèn)定為高電平。
 
57、在單位時間內(nèi)的位移被定義為速度,速度有線速度和角速度之分,分別對應(yīng)兩種傳感器測量這兩種不同的速度:線速度傳感器(加速度計)、角速度傳感器(陀螺儀)。
 
前者多應(yīng)用在靜態(tài)或者低慢速運動中的姿態(tài)求解,后者多應(yīng)用在動態(tài)運動中姿態(tài)求解。
 
58、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)約定,零加速度(或零 G 準(zhǔn)位)通常定義為相當(dāng)于最大輸出值(12 位輸出為 4096,10 位輸出為 1024 等)一半的輸出。對于提供 12 位輸出的加速度計,零 G 準(zhǔn)位將等于 2048。
 
輸出大于 2048 表示正加速度。輸出小于 2048 表示負(fù)加速度。加速度的數(shù)量通常用單位 g (1g = 9.8m/s2 = 重力加速度)表示。
 
通過確定測量的輸出與零 G 準(zhǔn)位之間的差值,然后除以加速度計的靈敏度(用計數(shù)/g 或 LSB/g表示)來計算加速度。
 
對于提供 12 位數(shù)字輸出的 2g 加速度計,靈敏度為 819 計數(shù)/g 或 819 LSB/g。加速度等于:a = (Aout - 2048)/(819 計數(shù)/g),單位為 g。
 
59、加速度計測得的加速度的方向和設(shè)備設(shè)定的坐標(biāo)系是相反的,因為原理表明在測量力的時候采用的是非慣性系參考系,而我們高中時代研究的坐標(biāo)系是慣性系參考系,前者在物體進(jìn)行運動產(chǎn)生加速度時,假想一個與速度方向相反的力作用在物體上,這個力就是慣性力;后者我們說不存在慣性力,只說存在慣性,因為在慣性坐標(biāo)系中,我們研究的是物體,而非坐標(biāo)系(即假定坐標(biāo)系相對地球靜止),當(dāng)我們把坐標(biāo)系也考慮在內(nèi)時,當(dāng)坐標(biāo)系運動,就產(chǎn)生了慣性力f,這種力作用會假想作用在物體上,只是與運動方向相反。
 
60、由上可知,加速度計的本質(zhì)是測量力而非加速度。
 
61、NRF24L01工作在2.4GHz的頻段,由于頻段頻率較高,所以傳輸速率較快,為2Mbps。
 
62、STM32的閃存模塊由:主存儲器、信息塊和閃存存儲器接口寄存器3個部分構(gòu)成。
 
主存儲器用來存放代碼和const常量;信息塊由兩個部分組成:啟動程序代碼、用戶選擇字節(jié)。
 
其中啟動程序代碼為ST公司自帶的啟動程序,用于串口下載。
 
最后的閃存存儲器接口寄存器用于控制整個對閃存區(qū)域的操作。
 
63、CPU的運行速度比FLASH的操作速度快的多,一般FLASH的最快訪問速度≤24Mhz。如果CPU的速度超過這個頻率,那么在讀取FLASH的時候必須加入等待時間(FLASH_ACR設(shè)置)。
 
64、FLASH編程時,寫入必須為半字(16位)。并且在寫入的時候必須保證所寫區(qū)域的數(shù)據(jù)必須為0xFFFF。
 
65、STM32的FSMC有HADDR[27:0],其中[27:26]用來選擇BANK區(qū)域的4個不同塊。
 
剩下的[25:0]則用來連接外部存儲區(qū)域的地址線FSMC_A[25:0]。
 
如果數(shù)據(jù)寬度是8bit,此時的HADDR[25:0]和FSMC_A[25:0]是完全對應(yīng)的。
 
如果數(shù)據(jù)寬度是16bit,此時的HADDR[25:1]和FSMC_A[24:0]是對應(yīng)起來的。
 
需要注意:無論數(shù)據(jù)寬度是多少,外部的FSMC_A[0]和A[0]總是對應(yīng)的。
 
66、關(guān)于LB和UB的信號控制是由硬件自動控制的,當(dāng)AHB的數(shù)據(jù)寬度小于外部存儲器的數(shù)據(jù)寬度時,此時LB和UB的控制信號自動產(chǎn)生(比如字節(jié)讀取/寫入16bit的外部存儲器)。
 
67、 __attribute__ (函數(shù)屬性、變量屬性、類型屬性等)。如果在使用SRAM時,可以采用u32 sram_array[xx] __attribute__ ((at(0x68000000))代表將外部SRAM的空間全部給了sram_array這個變量,他具有在at0x68000000這個地址的屬性。
 
往里面寫值就直接在SRAM里面寫值。
 
68、
 
 
內(nèi)存管理有一種方式叫做分塊式內(nèi)存管理。
 
注意表中的分配方向,從頂?shù)降?。每一項對?yīng)一個內(nèi)存塊。里面的數(shù)值代表了內(nèi)存池的狀態(tài):如果為0,表示該內(nèi)存沒有被分配;如果非0,那么數(shù)值的大小就表示了該塊內(nèi)存被連續(xù)占用的內(nèi)存數(shù)。
 
比如說數(shù)值為20,意思是包括該項在內(nèi)的內(nèi)存塊被連續(xù)占用了20塊分給了指針。
 
69、SD卡的分類:
 
 
一般的SD卡支持兩種傳輸模式:SD卡模式(SDIO)、SPI模式。顯然前面一種是專用模式,所以速度比較快。
 
70、常用的漢字內(nèi)碼系統(tǒng)有GB2313、GB13000、GBK、BIG5(繁體)。其中GB2313只有幾千個漢字,而GBK則有2萬多漢字。
 
71、要顯示漢字,采用的方式如果用點陣的形式是不可取的,因為這無法查找漢字。采用的方式就是內(nèi)碼系統(tǒng)。
 
GBK標(biāo)準(zhǔn)中,一個漢字對應(yīng)2個字節(jié):前者稱為區(qū)(0x81~0xFE)后者為(0x40~0x7E)和(0x80~0xFE)。前者有126個區(qū),后者有190,那么可以顯示的漢字?jǐn)?shù)量有126*190=23940個。
 
根據(jù)這兩個值用來查找字庫,字庫中存放的還是每個漢字的點陣數(shù)據(jù)。
 
這個字庫非常大,如果是16*16的字體,那么一個字體就需要32個字節(jié),如此說來需要23940*32=748K的空間,可見非常大,所以需要外部的Flash來存儲這個字庫。
 
72、由于漢字內(nèi)碼系統(tǒng)不具有國際通用性,但是Unicode幾乎把所有的語言都放置進(jìn)來,這樣在單片機中操作漢字時,就需要將GBK和Unicode轉(zhuǎn)化。
 
尤其是在FATFS中,創(chuàng)建中文文件名和讀取中文文件信息時需要將Unicode換轉(zhuǎn)為GBK后再進(jìn)行修改操作,再反轉(zhuǎn)換成Unicode保存修改。
 
這么說,兩者的存在是由于標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一,并且Unicode中只有6064個漢字,而GBK顯然是一種漢字?jǐn)U展。
 
73、BMP圖片編碼的順序是從左到右,從下到上。
 
74、VS1053是一款高性能的數(shù)字音頻解碼芯片,從SD卡中將mp3等音樂音頻文件通過SPI送給VS1053后,由其進(jìn)行音頻解碼,輸出音樂給耳機。
 
耳機驅(qū)動可以采用TDA1308芯片,這款芯片為AB類耳機驅(qū)動芯片。
 
 
75、IAP(In Application Programming)在應(yīng)用編程是為了后期開發(fā)更新程序方便而提出的概念。具體的實現(xiàn)方法如下圖所示:
 
 
在普通編程中,flash中的code是通過JTAG和ISP等工具下載到單片機中。
 
而在IAP編程中,flash被分區(qū)為A和B兩個區(qū)域,A區(qū)域只允許用USB/USART等方式下載,此區(qū)域作為更新B區(qū)域的代碼用。
 
B區(qū)域則是用戶的code區(qū)域,真正的代碼在這里被執(zhí)行,放置的就是app。
 
 
上圖表示STM32正常運行的流程圖,可以看到上電復(fù)位后系統(tǒng)從0x80000004處開始運行程序,這里放置的是復(fù)位中斷向量,然后跳轉(zhuǎn)至復(fù)位中斷程序入口后再跳轉(zhuǎn)至main函數(shù)運行用戶的程序。
 
 
上圖表示加入IAP后的STM32程序運行流程圖??梢钥吹缴想姀?fù)位后跳到IAP程序的main函數(shù)處運行IAP過程(這個過程就是把下面灰底色塊的程序代碼燒進(jìn)B區(qū)域à代碼更新)。
 
后面的過程和STM32正常運行一樣,如果出現(xiàn)中斷請求,還是跳轉(zhuǎn)到A區(qū)域中的中斷向量表中,然后再跳轉(zhuǎn)到B區(qū)域的中斷服務(wù)入口。
 
76、USB有四根線,VCC、GND、D+、D-。在USB主機上,D+和D-均通過一個15K的電阻接地,這樣兩條線均為低電平。
 
在USB設(shè)備中,對于高速設(shè)備會在D+通過一個1.5K的電阻接到VCC,而低俗設(shè)備會在D-通過一個1.5K的電阻接到VCC。
 
這樣主機就可以通過D+和D-的高電平的到來來檢測是否有設(shè)備接入,并且識別高低速設(shè)備。
 
77、UCOSII是一種實時操作系統(tǒng),具有執(zhí)行效率高、占有空間?。ㄗ钚?nèi)核2KB)、實施性能優(yōu)良、擴展性強和移植性強等優(yōu)點。
 
 
UCOS具有多任務(wù)并發(fā)工作的特點(注意,任何時候只有一個任務(wù)能夠占用CPU。并發(fā)只是任務(wù)輪流占用CPU而不是同時工作)。
 
最大支持255個任務(wù)并發(fā)工作。
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