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            關(guān)于STM32的反省,不做煩躁的嵌入式工程師

            作者: 時間:2016-11-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
            本來只是路過,寫詳細一點。
            我看樓主浮躁得不得了。現(xiàn)在什么都不要做了,先去看幾遍《不要做浮躁的嵌入式工程師》這篇文章,想清楚了,
            再動手吧。
            我做了個實例,不用ST的庫來點LED,解答你的問題
            我的 KeilMDK 3.5
            我的STM32板子奮斗版是 ,IC 是 STM32F103VET6
            調(diào)試工具 JLINK V8
            LED 接在 PB5 ,高電平點亮
            既然樓主說一定懂C語言了,那么對于下面我的問題,不查百度,完全靠自己,懂多少?然后查了百度之后又能懂多少?
            (一)新建 keil 工程,IC選擇 ST 公司的 STM32F103VE,keil提示是否copy 啟動文件,選擇是。
            這里有問題問樓主,
            你有沒有讀過這個啟動頭文件? 51 也是同樣的啟動文件,51的那個啟動文件有沒有讀過?你知道
            頭文件里面做了什么嗎? C語言真的從 main 函數(shù)開始嗎?運行時庫是什么?這些資料從
            什么地方知道?keil編譯器的行為?
            (如果你說頭文件是匯編的,沒有必要看,那我當(dāng)我沒說)
            例如啟動文件里面有這么一句,我的問題是 __main 這個標(biāo)號在哪里實現(xiàn)的,注意,這里肯定不是 main 函數(shù)
            這里跳到哪里去了?還有個問題 [WEAK] 這里是什么意思?有什么用????
            Reset_Handler PROC
            EXPORT Reset_Handler [WEAK]
            IMPORT __main
            LDR R0, =__main
            BX R0

            (二)新建一個 main.c 并且寫一個 main函數(shù),什么都不做,這和51一樣了。
            void main(void)
            {
            while (1)
            {
            }
            }
            然后因為我需要調(diào)試,則設(shè)置jlink調(diào)試器,在項目屬性里面 Debug 標(biāo)簽,Use J-LINK/J-TRACE ,然后到
            utilities 標(biāo)簽,同樣選擇J-LINK /J-TRACK ,并且選擇 Setting 按鈕,里面的 Programming Algorithm
            還是空的,表示keil 不知道目標(biāo)是什么,我添加一個 STM32F10X High-density Flash ,問題,為什么是
            High-desity ?依據(jù)是什么???
            全部確認(rèn)返回。
            這個時候已經(jīng)可以編譯,開發(fā)板上電,已經(jīng)可以下載仿真的,雖然程序什么都沒有寫
            (三)既然硬件,仿真器,調(diào)試都準(zhǔn)備好了,接著就開始寫程序了。
            我一直推薦新手花錢買學(xué)習(xí)板和仿真器,因為可以排除硬件的問題,讓初學(xué)者集中精力去寫程序,而不用懷疑
            硬件有問題,這點很重要。
            這階段主要是看書,了解這個IC 的架構(gòu),了解指令集,了解寄存器(別跟我說你找不到這些資料? .....)
            Cortex-M3權(quán)威指南CnR2(電子書).pdf
            STM3210x參考手冊.pdf
            學(xué)習(xí)板原理圖
            博客,論壇等多個帖子,務(wù)必要對整個IC有個初步的了解。這個過程有點痛苦,但是值得花這個時間。
            (四)開始寫 LED
            既然我們要操作 IO 口,當(dāng)然就要看IO口相關(guān)的知識。打開 STM3210x參考手冊.pdf ,我的目的只是操作 GPIO
            所以我只需要將第五章看完就OK了。章節(jié)比較多,懶得看,根據(jù)一般的經(jīng)驗(樓主,你缺經(jīng)驗了吧?),不說多
            就AVR 和 PIC 而已。操作IO一般是兩個步驟,第一,操作IO控制寄存器,設(shè)置IO為輸出,第二就是送數(shù)據(jù)。
            那么很明顯,只可能是 GPIOx_CRL GPIOx_CRH , GPIOx_ODR 三個寄存器會有想要
            仔細閱讀這幾個寄存器的介紹后知道,GPIOx_CRL 是控制 PIN 0-7 的屬性的,GPIOx_CRH 控制PIN 8-15,ODR寄存器
            當(dāng)然就是輸出數(shù)據(jù)了,將數(shù)據(jù)送到這里就行了。
            然后,這幾個寄存器的地址是多少?首先看 stm32f103ve.pdf 這個是官方的datasheet、,看第四章, Mmeory Mapping
            為什么看這章?會英文都能猜到吧?,看 PORTB 的地址是 0x40010C00 - 0x40010FFF ,這個就是基地址了?;刂?br />加上偏移量就能找到具體的寄存器。
            例如我需要操作 GPIOB_CRL 的偏移為 00H ,(看STM3210x參考手冊.pdf) ODR 寄存器的偏移為 0CH
            那么很自然得出
            GPIOB_CRL = 0x40010C00
            GPIOB_ODR = 0x40010C0C
            怎么驗證我的結(jié)論正確?先看 keil 給的頭文件 KeilARMINCSTSTM32F10xstm32f10x_map.h
            #define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)
            #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
            #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
            這樣怎么算都能算出 0x40010C00 出來吧??ODR 寄存器同理
            為了點亮 LED ,我需要將 PB5 (也就是 GPIOB5)設(shè)置為輸出,并且ODR相應(yīng)的位寫入 1 ,看資料得出 MODE5 是
            bit 20 21 控制的,CNF5 是bit 22,23
            MODE5應(yīng)該設(shè)置 10(0x2) 選擇 2MHZ 輸出,CNF5 選擇00(0x0),通用推挽模式,于是將這個值寫入
            (*volatile unsigned long)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22); // 為簡單起見,不管其他位了
            樓主你是否能看懂這句C語言??volatile 什么意思什么用?指針的本質(zhì)是什么?為什么能這樣用?2<<20 是什么
            意思,為什么能這樣用?樓主我真的不是為難你,嵌入式都這么寫的,ST的頭文件也是這么定義
            同理,設(shè)置 ODR 寄存器
            *(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;
            *(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 0;
            STM32 沒有SFR ,沒有bit,沒有sbit 的概念的了。是不是就不如 51 了?

            下載運行,還不行,因為GPIOB 的CLK 沒有使能,這時其實 GPIOB 是不能工作的,這是 STM32 特殊的地方,上電
            默認(rèn)外設(shè)的時鐘都是關(guān)的,初學(xué)者沒有注意這里,是可以原諒的,多看看書,多實踐,多問問就是了。
            找到問題的原因,則再 RCC_APB2ENR 設(shè)置,其中 BIT 3 就是 IOPBEN 是時鐘使能位,同上,先找到 RCC_APB2ENR
            的地址
            #define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)
            #define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x20000)
            #define RCC_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x1000)
            RCC_APB2ENR 的偏移是 18H ,所以最終得到地址為 0x40021018,操作方法同上
            *(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;

            最終的點LED的程序就完成了。
            void main(void)
            {
            *(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;
            *(volatile unsigned long *)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22);
            *(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;
            while (1)
            {
            }
            }
            如果將寄存器做一個定義,則程序變成如下
            #define RCC_APB2ENR *(volatile unsigned long *)0x40021018
            #define GPIOB_CRL *(volatile unsigned long *)0x40010C00
            #define GPIOB_ODR *(volatile unsigned long *)0x40010C0C
            void main(void)
            {
            RCC_APB2ENR |= 1<<3;
            GPIOB_CRL = (2<<20) | (0<<22);
            GPIOB_ODR = 1<<5;
            while (1)
            {
            }
            }
            RCC_APB2ENR RCC 是時鐘寄存器 , APB2 是外設(shè)2 ,ENR ,可以理解為 enable
            GPIOB_CRL GPIO B control 控制寄存器
            GPIOB_ODR GPIO(general purpose input output) B output data register 輸出數(shù)據(jù)寄存器
            都是有意義的名字,哪里難記了??而且名字都來自 ST 的官方 datasheet、這個程序跟你用 51 寫的程序我還真的
            沒看出差別有很大 .....
            加入剛才的 GPIOB 寄存器,看看 ST 的官方庫是怎么定義的,
            LibrariesCMSISCM3DeviceSupportSTSTM32F10xstm32f10x.h
            用 UltraEdit 打開,搜索 GPIOB
            #define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)
            #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
            #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
            沒錯,和keil 里面是一模一樣的。

            typedef struct
            {
            __IO uint32_t CRL;
            __IO uint32_t CRH;
            __IO uint32_t IDR;
            __IO uint32_t ODR;
            __IO uint32_t BSRR;
            __IO uint32_t BRR;
            __IO uint32_t LCKR;
            } GPIO_TypeDef;
            其中 __IO 的定義在 LibrariesCMSISCM3CoreSupportcore_cm3.h 為什么我知道在這個文件里面,因為我會
            用 source insight ...
            #define __IO volatile
            __IO uint32_t CRL 其實就是 volatile uint32_t CRL
            為什么用結(jié)構(gòu)體?因為結(jié)構(gòu)體的成員的地址分配(RAM中)是連續(xù)(不知道樓主是否懂得,這還是C語言的問題),
            而 STM32 的一個模塊的功能寄存器都是連續(xù)的,每個寄存器都是相當(dāng)于 基地址加偏移,跟上面的理論一致
            于是就有了結(jié)構(gòu)體指針的用法
            跟蹤庫函數(shù)的源代碼,例如 GPIO 的 初始化函數(shù)
            void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
            以結(jié)構(gòu)體指針的形式傳遞 IO 口 GPIO_TypeDef* GPIOx
            訪問 CRL 寄存器則用成員的形式 GPIOx->CRL;
            不需要擔(dān)心這樣做的效率,因為都是地址,也就是指針,最終的效率是直接寄存器操作,效率是非常高的。
            看不懂庫函數(shù),歸根究底就是C語言功底不行。不要以為寫過幾行51就懂C語言了,遠的很呢。
            還有,STM 的庫下載的時候包含了很多很多例子,庫函數(shù)怎么使用在例子里面有很詳細的介紹,不用寫幾行代碼,
            都是復(fù)制例子做實驗,也很很容易的。
            總結(jié)樓主的幾個問題
            1,ARM 沒有SFR,也不需要,SFR 是51的關(guān)鍵字,沒有理由 51 有 ARM 就要有。例如ACC,ARM 就沒有,但是有
            R0-R15 ,這些就是架構(gòu)(architecture 的區(qū)別了)
            2,STM32 的寄存器在官方頭文件上面已經(jīng)全部有定義了,上面已經(jīng)闡述了。(你看不懂不代表沒有吧?)
            3,不帶庫函數(shù)的LED程序已經(jīng)實現(xiàn)了。
            想進步唯一的辦法是多看書,多看代碼,多寫,多思考,少說話,樓主太浮躁了,反省一下吧。


            關(guān)鍵詞: STM32嵌入式工程

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