STM32 文档整理

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英文缩写名称
NVIC嵌套向量中断控制器
SysTick系统滴答定时器
RCC复位和时钟控制
GPIO通用IO口
AFIO复用IO口
EXTI外部中断
TIM定时器
ADC模数转换器
DMA直接内存访问
USART同步/异步串口通信
I2CI2C通信
SPISPI通信
CANCAN通信
USBUSB通信
RTC实时时钟
CRCCRC校验
PWR电源控制
BKP备份寄存器
IWDG独立看门狗
WWDG窗口看门狗
DAC数模转换器
SDIOSD卡接口
FSMC可变静态存储控制器
USB OTGUSB主机接口

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GPIO(General Purpose Input Output)通用输入输出口

可配置为8种输入输出模式

引脚电平:0V~3.3V,部分引脚可容忍5V

输出模式下可控制端口输出高低电平,用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等

输入模式下可读取端口的高低电平或电压,用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等

模式名称性质特征
浮空输入数字输入可读取引脚电平,若引脚悬空,则电平不确定
上拉输入数字输入可读取引脚电平,内部连接上拉电阻,悬空时默认高电平
下拉输入数字输入可读取引脚电平,内部连接下拉电阻,悬空时默认低电平
模拟输入模拟输入GPIO无效,引脚直接接入内部ADC
开漏输出数字输出可输出引脚电平,高电平为高阻态,低电平接VSS
推挽输出数字输出可输出引脚电平,高电平接VDD,低电平接VSS
复用开漏输出数字输出由片上外设控制,高电平为高阻态,低电平接VSS
复用推挽输出数字输出由片上外设控制,高电平接VDD,低电平接VSS

引脚流程:

  1. 配置RCC——时钟
  2. 配置GPIO——中断引脚号
    /*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);	

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中断:在主程序运行过程中,出现了特定的中断触发条件(中断源),使得CPU暂停当前正在运行的程序,转而去处理中断程序,处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行

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: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

NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位(0~15)决定,这4位可以进行切分,分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级

抢占优先级高的可以中断嵌套,响应优先级高的可以优先排队,抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队

分组方式抢占优先级响应优先级
分组00位,取值为04位,取值为0~15
分组11位,取值为0~13位,取值为0~7
分组22位,取值为0~32位,取值为0~3
分组33位,取值为0~71位,取值为0~1
分组44位,取值为0~150位,取值为0

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TIM(Timer)定时器

    /*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);/*配置时钟源*/TIM_InternalClockConfig(TIM2);/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);/*中断输出配置*/TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);/*NVIC中断分组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);/*NVIC配置*/NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    /*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/*外部时钟配置*/TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);/*中断输出配置*/TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);					TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);/*NVIC中断分组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);/*NVIC配置*/NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

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EXTI(Extern Interrupt)外部中断

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

支持的触发方式:上升沿/下降沿/双边沿/软件触发

支持的GPIO口:所有GPIO口,但相同的Pin不能同时触发中断

通道数:16个GPIO_Pin,外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒

触发响应方式:中断响应/事件响应

外部中断流程:

  1. 配置RCC——时钟
  2. 配置GPIO——中断引脚号
  3. 配置AFIO——中断引脚选择
  4. 配置EXTI——边沿检测及控制
  5. 配置NVIC——优先级选择
    /*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);/*AFIO选择中断引脚*/GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);/*EXTI初始化*/EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);/*NVIC中断分组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);/*NVIC配置*/NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	

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OC(Output Compare)输出比较

输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系,来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作,用于输出一定频率和占空比的PWM波形

每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道

高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能

PWM(Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制

在具有惯性的系统中,可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的模拟参量,常应用于电机控速等领域

PWM参数:

     频率 = 1 / TS            占空比 = TON / TS           分辨率 = 占空比变化步距

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IC(Input Capture)输入捕获

输入捕获模式下,当通道输入引脚出现指定电平跳变时,当前CNT的值将被锁存到CCR中,可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数

每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道

可配置为PWMI模式,同时测量频率和占空比

可配合主从触发模式,实现硬件全自动测量

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USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)通用同步/异步收发器

USART是STM32内部集成的硬件外设,可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序,从TX引脚发送出去,也可自动接收RX引脚的数据帧时序,拼接为一个字节数据,存放在数据寄存器里

自带波特率发生器,最高达4.5Mbits/s

可配置数据位长度(8/9)、停止位长度(0.5/1/1.5/2)

可选校验位(无校验/奇校验/偶校验)

支持同步模式、硬件流控制、DMA、智能卡、IrDA、LIN

名称引脚双工时钟电平设备
USARTTX、RX全双工异步单端点对点
I2CSCL、SDA半双工同步单端多设备
SPISCLK、MOSI、MISO、CS全双工同步单端多设备
CANCAN_H、CAN_L半双工异步差分多设备
USBDP、DM半双工异步差分点对点

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ADC(Analog-Digital Converter)模拟-数字转换器

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 12位逐次逼近型ADC,1us转换时间 输入电压范围:0~3.3V,转换结果范围:0~4095 18个输入通道,可测量16个外部和2个内部信号源 规则组和注入组两个转换单元 模拟看门狗自动监测输入电压范围

    /*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*设置ADC时钟*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//选择时钟6分频,ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/*规则组通道配置*/ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);/*ADC初始化*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);/*ADC使能*/ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1);while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);uint16_t AD_GetValue(void)
{ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
    /*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*设置ADC时钟*/RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//选择时钟6分频,ADCCLK = 72MHz / 6 = 12MHz/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);/*不在此处配置规则组序列,而是在每次AD转换前配置,这样可以灵活更改AD转换的通道*//*ADC初始化*/ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);/*ADC使能*/ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);/*ADC校准*/ADC_ResetCalibration(ADC1);while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);ADC_StartCalibration(ADC1);while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);uint16_t AD_GetValue(uint8_t ADC_Channel)
{ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

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