小白江科大stm32笔记（自己复习用）

 P0        序言&感想

        如有差错，欢迎指出，正在学习，随时更新

        1.为什么Stm32初始化外设都需要先打开时钟——每个外设都有独立时钟，如果不打开时钟外设就不能用，原因就是为了低功耗节省用电，不用的外设可以不打开时钟

        2.初始化结构体和初始化库函数配合使用是标准库精髓所在，理解初始化结构体每个成员意义（函数经典成员：恢复缺省配置，初始化和结构体初始化）

P5        GPIO输出

        ·带FT的引脚可容忍5v电压

        ·所有的GPIO都是在APB2外设总线上

        ·每个GPIO总共有16个引脚，从0到15

        ·32是32位单片机，寄存器有32位，但只有16个端口，所以只有低16位有端口

下图为GPIO基本结构：  

        ·以下面GPIO电路图为例，左三为寄存器，中间为驱动器，右边为某一个端口的的IO口的引脚。同时，整体分为两个部分，上面是输入部分，下面是输出部分

GPIO8种工作模式

（PS：详细参考手册）

        1.浮空输入：不确定外部模块输出的默认状态或外部信号输出功率小（缺点：当引脚悬空时，没有默认电平，输入受噪声干扰，来回不断跳变）

        2.上拉输入:

        3.下拉输入：如果外部模块默认输出低电平，则配置下拉输入，上拉反之。一般默认高电平

        4.模拟输入：一般时候用不到

        5.开漏数入：高电平时呈现高阻态，没驱动能力

        6.推挽输入

        7.复用开漏输出

        8.复用推挽输出

P6        LED闪烁&LED流水灯&蜂鸣器

P13        TIM定时中断

        ·中断源：对于外部中断来说，可以是引脚发生了电平跳变；对于定时器来说，可以是定时的时间到了；对于串口通信来说，可以是接收到了数据。

        ·中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源。

        ·中断嵌套：（中断程序再次中断，二次中断现象）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。

        ·响应优先级和抢占优先级（我的理解是）：当程序1运行完后，响应优先级高的即使没排队，也可以直接运行；当程序1正在运行时，可以不等程序1运行完，抢占优先级高的可以让程序1靠边，优先运行，优先值越小，优先级更高。

AFIO

        ·AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射（就是最开始提到的引脚定义表，当想把默认复用功能换到重定义功能时，就是用AFIO来完成的，这也是AFIO的一大主要功能）、中断引脚选择。

EXTIx是外部中断对应的中断资源 

       ·工作原理： EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序。

        ·触发方式:(引脚电平的变化类型）上升沿/下降沿/双边沿/软件触发（程序执行代码就能触发中断）。

        ·支持的GPIO口（外部中断引脚）：所有GPIO口都能触发中断，但相同的Pin不能同时触发中断（比如PA0和PB0不能同时使用，智能选一个作为中断引脚；所以如果有多个中断引脚要选择不同的pin引脚，比如PA0和PA1、PB3就可以）

        ·NVIC就是STM32用来管理中断,分配优先级的，其中断优先级共有16个等级

P14        定时器中断&定时器外部时钟

        ·操作步骤：

        （1）RCC时钟中断开始

        （2）选择内部时钟源

        （3）配置时机单元

        （4）配置输出中断控制，允许中断输出到NVIC

        （5）配置NVIC，并配置优先级 

        （6）运行控制-使能计数器

        （7）定时器中断函数

        ·中断输出：ITConfig

        ·TIM2~7是APB1的外设时钟

        ·选择内部时钟，则默认是使用内部函数，可以不配置

        ·计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)

                               = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

         ·PSC（Prescaler，预分频器值）：它用于对输入时钟（CK_PSC）进行分频。通过设置PSC的值，可以降低输入时钟的频率，其计算公式为经过预分频后的时钟CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1)。例如，如果输入时钟CK_PSC是100MHz，设置PSC为9，那么CK_CNT的频率就是100MHz / (9 + 1)=10MHz。

        ·ARR（Auto - Reload Register，自动重装载寄存器值）：决定了计数器的计数上限。当计数器的值达到ARR所设定的值后，计数器会重新从0开始计数，并产生相应的溢出事件，这用于确定计数器的周期，从而影响溢出频率。例如，在定时器应用中，如果ARR设置为999，计数器从0开始计数，计到999后就会溢出重置。

        ·CK_CNT：这是经过预分频后的时钟信号用于驱动计数器计数的时钟频率。计数器在这个时钟的驱动下进行计数操作，每来一个 CK_CNT 时钟脉冲，计数器的值就会加1。
        ·CK_CNT_OV：这是计数器的溢出频率。当计数器计数到自动重装载值（由 ARR 决定）时就会产生溢出， CK_CNT_OV 表示这种溢出情况发生的频率，即单位时间内计数器溢出的次数。

P15        TIM输出比较

PWM

       · 频率 ：f = 1 / Ts（周期的倒数就是频率）；变换越快=频率越大（PWM的频率越快，它等效模拟的信号就越平稳，不过同时性能开销就越大；一般来说PWM的频率在几kHz到几十kHz之间。）

       · 占空比：q=Ton/Ts( Ton是高电平的时间，Ts是一个周期的时间。q就是高电平时间相对于整个周期时间的比例）；占空比决定了PWM等效出的模拟电压的大小。一般用百分比表示。

        ·分辨率：占空比的变化步距；分辨率就是占空比变化的精细程度。即，占空比最小能以百分之多少的精度变化，它的值可以是1%、0.1%。分辨率的大小要看实际项目的需求定。如果既要高频率，又要高分辨率，就需要硬件电路要有足够的性能。要求不高的情况下，1%的分辨率就足够使用了。

P18        输入捕获模式测频率&PWMI模式测频率占空比                                                                 

        · PWM频率=更新频率=72M/（PSC+1）/(ARR+1),占空比=CCR/(ARR+1)，所以通过ARR调节频率，会影响占空比，而通过PSC调节频率不影响

        ·TIM_PrescalerConfig：单独写入PSC的函数  

        ·IC捕获的初始化：

        （1）RCC开启时钟，把GPIO和TIM的时钟打开

        （2）GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式（上拉或浮空）

        （3）配置时机单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行

        （4）配置输入捕获单元

        （5）选择从模式的触发源

        （6）选择触发之后的操作

        ·TIM_SelectInputTrigger：选择输入触发源TRGI(对应上图第二个模块)

        ·TIM_SelectOutputTrigger：选择输出触发源TRGO(主模式的触发源)

        ·TIM_SelectSlaveMode：选择从模式

P19        编码器接口

P20        编码器测速接口

        操作流程：

        1.RCC开启时钟，开启GPIO和定时器的时钟

        2.配置GPIO

        3.配置时机单元，预分频器选择不分频，自动重装一般最大给65535

        4.配置输入捕获单元，这里只有滤波器和极性两个有用

        5.配置编码器接口模式

        6.调用TIM_Cmd，启动定时器

        ·不需要定时器内部时钟配置，因为编码器接口会托管时钟，是一个带方向控制的外部时钟

        ·计数器模式也没用，也被托管

P21         ADC模数转换器

        ·ADC可以将引脚上连续变化的模拟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（具体解释：STM32主要是数字电路，数字电路只有高低电平，没有几v电压的概念，所以想读取电压值，就需要借助adc模数转换器来实现，adc读取引脚上的模拟电压转换为一个数据存在寄存器里，我们再把这个数据读取到变量里来就可以进行显示、判断、记录等操作了）

        ·数字到模拟的桥梁是DAC数字模拟转换器，使用DAC就可以将数字变量转换为模拟电压，PWM也是数字到模拟的桥梁，PWM实现的就是DAC的功能，同时PWM只有完全导通和完全断开两种状态，在这两种状态上都没有功率损耗，所以在直流电机调速这种大功率的应用场景使用PWM来等效模拟量是比DAC更好的选择并且PWM电路更加简单更加常用，所以PWM还是挤占了DAC很多的应用空间

基本结构：

四种转换模式：

        ·单次转换：每触发一次，转换结束就会停下来，下次转换就得再触发才能开始

        ·连续转换：一次转换完成后不会停下来，而是立刻开始下一轮的转换，并持续下去

        ·非扫描模式：只对存放在序列1的通道起作用。

        ·扫描模式：用到“菜单”列表，可以在菜单里点菜，每个菜单列表位置是通道几是可以任意指定的并且可以重复，然后初始化结构体有个通道数目的参数（表明用了几个通道）。

        数据对齐

        ·STM32中的ADC是12位的，但是数据寄存器拥有16位，故存在数据对齐的问题。数据右对齐，即作为转换结果的12位数据向右靠，高位补0；数据左对齐，即作为转换结果的12位数据向左靠，低位补0。在使用时通常使用数据右对齐，这样在读取时直接读取寄存器即可。

AD转换时间

ADC校准

（不需要理解，这个校准过程是固定的，只需要在ADC初始化的最后加几条代码就行了，至于如何计算如何校准，不需管）

P22        ADC单通道&ADC多通道

AD模块编程步骤：

        ·开启ADC和GPIO的时钟，设置ADC时钟

        ·GPIO初始化

        ·规则组通道配置

        ·ADC初始化

        ·ADC使能

        ·ADC校准

P23        DMA直接存储器存取

·DMA基本结构

P24        DMA数据转运&DMA+AD多通道

P25        USART串口协议

        ·USART——TX是数据发送引脚，RX是数据接收引脚

        ·I2C——SCL是时钟，SDA是数据

        ·SPI——SCLK是时钟，MOSI是主机数据输出脚，MOSI是主机数据输入脚，CS是片选

        ·CAN——两个是差分数据脚

        ·USB——两个是差分数据脚

        ·全双工：通信双方能够同时进行双向通信

串口引脚分布：

P27        串口发送&串口发送+接收

串口的几个重要的参数:

        ·波特率，串口通信的速率空闲，一般为高电平
        ·起始位，标志一个数据帧的开始，固定为低电平。当数据开始发送时，产生一个下降沿。(空闲–>起始位)
        ·数据位，发送数据帧，1为高电平，0为低电平。低位先行。比如 发送数据帧0x0F 在数据帧里就是低位线性 即 1111 0000
        ·校验位，用于数据验证，根据数据位的计算得来。有奇校验，偶校验和无校验。
        ·停止位，用于数据的间隔，固定为高电平。数据帧发送完成后，产生一个上升沿。(数据传输–>停止位)

串口发送编程步骤：

        1.开启GPIO和USAET时钟

        2.GPIO初始化，把TX配置成复用输出，RX配置成输入（查看引脚定义表RX在APB10,TX在APB9）

        3.配置USART初始化,使用结构体

        4.如果需要接收的功能，加上时钟

        TX要选复用推挽输出，RX要选浮空输入或上拉输入（串口波形空闲状态是高电平，所以不使用下拉输入）

其NVIC初始化：

串口发送程序的运行：

        1. 当串口发送数据时，会检测发送移位寄存器是不是有数据正在移位，如果没有移位，那么这个数据就会立刻转移到发送移位寄存器里。准备发送。

        2. 当数据移动到移位寄存器时，会产生一个TXE发送寄存器空标志位，该位描述如下。当TXE被置1，那么就可以在TDR写入下一个数据了。即发送下一个数据。

        3. 发送移位寄存器在发送器控制的控制下，向右移位，一位一位的把数据传输到TX引脚。

        4. 数据移位完成后，新的数据就会再次从TDR转移到发送移位寄存器里来，依次重复1-3的过程。通过读取TXE标志位来判断是否发送下一个数据。

串口助手数据模式：

        ·HEX模式/十六进制模式/二进制模式：以原始数据的形式显示

        ·文本模式/字符模式：以原始数据编码后的的形式显示

   \r\n 的效果是将光标移回当前行的开头，然后移动到下一行，这样下一行打印的内容就会从新的一行开始。

printf函数的移植方法

一、（printf只能有一个，重定向到串口1，串口2就没有用了）

        打开工程选项，把Use MicrLIB勾上

        fputc是printf函数的底层，printf打印的时候就是调用fputc一个个打印

二、多个串口想用printf—— 使用sprintf可以指定打印的位置

三、封装sprintf

        添加头文件#include <stdarg.h>

没学过，不知道，会移植就行

UTF8中文不乱码的方法：

       1. 打开工程选项，C\C++，杂项控制栏写上--no-multibyte-chars

        2.串口助手编码方式要选UTF8

P28        USART数据包

        

优点：传输最直接，解析数据非常简单

优点：数据直观易理解，灵活

P29        串口收发HEX数据包&串口收发文本数据包

P30        FlyMcu串口&STLINK Utility

P31        I2C通信协议

基本结构：

        ·一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ， 一条串行时钟线 (SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步

         ·处于空闲状态，时钟线和数据线都处于高电平状态，谁要放数据谁就掌握SCL（拉低SCL）,然后改变SDA ，处于接收的设备需释放SDA发数据SCL低电平，读数据SCL高电平

        ·每个连接到总线的设备都有一个独立的地址， 主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问

        ·发送应答：主机在接收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答。
        ·接收应答：主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）（谁接收信息谁就要发应答位）

I2C时序基本单元：

I2C时序：

        起始条件：指SCL高电平时，SDA从高电平切换到低电平。在I2C总线处于空闲状态时，SCL和SDA都处于高电平状态。当主机需要数据收发时，会首先产生一个起始条件——SCL保持高电平，然后把SDA拉低，产生一个下降沿。当从机捕获到这个SCL高电平，SDA下降沿信号时，就会进行自身的复位，等待主机的召唤。之后，主机需要将SCL拉低。这样做一方面是占用这个总线，另一方面也是为了方便这些基本单元的拼接。这样，除了起始和终止条件，每个时序单元的SCL都是以低电平开始，低电平结束。

        终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平。SCL先放开并回弹到高电平，SDA再放开并回弹高电平，产生一个上升沿。这个上升沿触发终止条件，同时终止条件之后，SCL和SDA都是高电平，回归到最初的平静状态。这个起始条件和终止条件就类似串口时序里的起始位和停止位。一个完整的数据帧总是以起始条件开始、终止条件结束。另外，起始和终止都是由主机产生的。因此，从机必须始终保持双手放开，不允许主动跳出来去碰总线。如果允许从机这样做，那么就会变成多主机模型，不在本节的讨论范围之内。这就是起始条件和终止条件的含义。

I2C的从机设备

        12C的完整时序，主要有指定地址写,当前地址读和指定地址读这3种。主机可以访问总线上的任何一个设备，我们需要为每个从设备分配一个唯一的设备地址。这些地址就像是每个设备的名字，主机通过发送这些地址来确定要与哪个设备通信（每个I2C设备在出厂时都会被分配一个7位的地址。例如，MPU6050的7位地址是1101 000，而AT24C02的7位地址是1010 000。不同型号的芯片地址是不同的，但相同型号的芯片地址是相同的。）

I2C的读写

        ·指定地址写：

        ·当前地址读：

        ·指定地址读：=指定地址写 + 当前地址读

P32        MPU6050简介

P33        软件I2C读取MPU6050

程序整体框架：

P34        I2C通信协议

P35        硬件I2C读写MPU6050

P36        SPI通信协议

SS ( Slave Select)：从设备选择信号线，常称为片选信号线

SCK (Serial Clock)：时钟信号线

MOSI (Master Output， Slave Input)：主设备输出/从设备输入引脚。主机的数据从这条信号线输出， 从机由这条信号线读入主机发送的数据，即这条线上数据的方向为主机到从机。

MISO (Master Input,，Slave Output)：主设备输入/从设备输出引脚。主机从这条信号线读入数据， 从机的数据由这条信号线输出到主机，即在这条线上数据的方向为从机到主机。

P37             W25Q64简介

P38        软件SPI读取W25Q64

P39        SPI通信外设

P40        硬件SPI读取W25Q64

P41        Unix时间戳