STM32 初學 led 不用庫 詳細分析
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,則設置jlink調(diào)試器,在項目屬性里面 Debug 標簽,Use J-LINK/J-TRACE ,然后到
utilities 標簽,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)試都準備好了,接著就開始寫程序了。
我一直推薦新手花錢買學習板和仿真器,因為可以排除硬件的問題,讓初學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權威指南CnR2(電子書).pdf
STM3210x參考手冊.pdf
學習板原理圖
博客,論壇等多個帖子,務必要對整個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,當然就要看IO口相關的知識。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。基地址
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)設置為輸出,并且ODR相應的位寫入 1 ,看資料得出 MODE5 是
bit 20 21 控制的,CNF5 是bit 22,23
MODE5應該設置 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
默認外設的時鐘都是關的,初學者沒有注意這里,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。
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