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[嵌入式]STM32CubeMX工程配置——以STM32F103C8T6为例

之前的博客《STM32CubeMX开发环境搭建及示例》已经搭建好了开发环境，但是在开发的过程中总是忘记STM32CubeMX是如何配置工程的，所以这里随手记录一下，本篇博客会随着自己的学习不定时更新。

下载接口配置

在这里插入图片描述

晶振配置

在这里插入图片描述
我之所以这么选择，是因为我在High Speed Clock这个接口上外接了一个8Mhz的晶振

生成工程

在这里插入图片描述

copy all used libraries into the projectfolder：复制所有库文件（不管工程需要用到还是没用到）到生成的工程目录中，此做法可以使在不使用Cubemx或者电脑没有安装cubemx,依然可以按照标准库的编程习惯调用HAL库函数进行程序编写。

Copy only the necessary library files：只复制必要的库文件。这个相比上一个减少了很多文件。比如你没有使用CAN、SPI…等外设，就不会拷贝相关库文件到你工程下。

Add necessary library files as reference in the toolchain projectconfiguration file：在工具链项目配置文件中添加必要的库文件作为参考。这里没有复制HAL库文件，只添加了必要文件（如main.c）。相比上面，没有Drivers相关文件。

Generate peripheral initialization as a pair of’.c/.h’ files perperipheral：每个外设生成独立的.C .H文件，方便独立管理。不勾：所有初始化代码都生成在main.c勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。如UART初始化代码生成在uart.c中。

Backup previously generated files whenre-generating：在重新生成时备份以前生成的文件。重新生成代码时，会在相关目录中生成一个Backup文件夹，将之前源文件拷贝到其中。

keep user code when re-generating：重新生成代码时，保留用户代码(前提是代码写在规定的位置。也就是生成工程文件中的BEGIN和END之间。否则同样会删除。后面会根据生成的工程进行说明)

delete previously generated files when not re-generated：删除以前生成但现在没有选择生成的文件比如：之前生成了led.c，现在重新配置没有led.c，则会删除之前的led.c文件。(此功能根据自身要求进行取舍)

在这里插入图片描述

串口配置

基本配置

在这里插入图片描述

HAL_UART_Transmit()：串口发送数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Receive()：串口接收数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Transmit_IT()：串口中断模式发送
HAL_UART_Receive_IT()：串口中断模式接收
HAL_UART_Transmit_DMA()：串口DMA模式发送
HAL_UART_Transmit_DMA()：串口DMA模式接收

串口发送数据：

HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

功能：
串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。

参数：

UART_HandleTypeDef huart：UART结构体（ huart1）
pData：需要发送的数据
Size：发送的字节数
Timeout：最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送

重定向printf到串口1

/* USER CODE BEGIN 1 */
#if 1
#include <stdio.h>

int fputc(int ch, FILE *stream)
{
    /* 堵塞判断串口是否发送完成 */
    while((USART1->SR & 0X40) == 0);

    /* 串口发送完成，将该字符发送 */
    USART1->DR = (uint8_t) ch;

    return ch;
}
#endif
/* USER CODE END 1 */

ADC配置

单通道模式

在这里插入图片描述

HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);//开启ADC校准
HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc2);

//=============================================================================
//函数名称：Adc_Battery()
//功能概要：读取电池电压值
//参数说明：无
//函数返回：无
//=============================================================================
void Adc_Battery(void)
{
	HAL_ADC_Start(&hadc2);//启动ADC装换
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc2, 5);//等待转换完成，第二个参数表示超时时间，单位ms.
	if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc2), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
	{
		Battery = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);//读取ADC转换数据，数据为12位
		Battery = (float)Battery*(3.300/4096)*1000;
		Battery = Battery*4.0;
	}
}

多通道模式

在这里插入图片描述

DMA配置

在这里插入图片描述

DMA Request ： DMA传输的对应外设

注意：如果你是在DMA设置界面添加DMA 而没有开启对应外设的话，默认为MENTOMEN

Channel：DMA传输通道设置
DMA1：DMA1 Channel 0~DMA1 Channel 7
DMA2：DMA2 Channel 1~DMA2 Channel 5

Dirction ： DMA传输方向
四种传输方向：
外设到内存 Peripheral To Memory
内存到外设 Memory To Peripheral
内存到内存 Memory To Memory
外设到外设 Peripheral To Peripheral

Priority：传输速度
最高优先级 Very Hight
高优先级 Hight
中等优先级 Medium
低优先级；Low

DMA传输模式

Normal：正常模式当一次DMA数据传输完后，停止DMA传送，也就是只传输一次

Circular：循环模式传输完成后又重新开始继续传输，不断循环永不停止

Increment Address：地址指针递增(上方有介绍)。

左侧Src Memory 表示外设地址寄存器功能：设置传输数据的时候外设地址是不变还是递增。如果设置为递增，那么下一次传输的时候地址加Data Width个字节

右侧Dst Memory 表示内存地址寄存器功能：设置传输数据时候内存地址是否递增。如果设置为递增，那么下一次传输的时候地址加 Data Width个字节

//=============================================================================
//函数名称：DMA_Adc_collect()
//功能概要：读取DMA_AD值
//参数说明：无
//函数返回：无
//=============================================================================
void DMA_Adc_collect(void)
{
	uint8_t r,i,m;
	
	for(r=0; r<12; r++)//行
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, R_A_Pin, Row_A[0]);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, R_B_Pin, Row_B[0]);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, R_C_Pin, Row_C[0]);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, R_D_Pin, Row_D[0]);
		delay_us(50);
		HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t*)&ADC_ConvertedValue, 4);
		delay_us(50);
		for(i=0;i<4;i++)
		{
			m = Row_list[i];//列顺序
			VoltageS[r][m]=(uint16_t)((float)ADC_ConvertedValue[i]/4096*3.300*1000)%10000;
		}
	}
}

IIC配置

在这里插入图片描述
这里设置I2C传输速率为400000，是因为这里是针对MPU6050设置的，6050可支持400Khz的IIC通信接口。

因为我们的硬件IIC 芯片一般都是主设备，也就是一般情况设置主模式即可

Master??features??主模式特性

I2C Speed Mode： IIC模式设置快速模式和标准模式。实际上也就是速率的选择。

I2C Clock Speed：I2C传输速率，默认为100KHz

Slave??features??从模式特性

Clock?No?Stretch?Mode：?时钟没有扩展模式
IIC时钟拉伸(Clock stretching) clock
stretching通过将SCL线拉低来暂停一个传输.直到释放SCL线为高电平,传输才继续进行.clock
stretching是可选的,实际上大多数从设备不包括SCL驱动,所以它们不能stretch时钟.

Primary?Address?Length?selection：?从设备地址长度设置从设备的地址是7bit还是10bit大部分为7bit

Dual?Address?Acknowledged：?双地址确认

Primary?slave?address：??从设备初始地址

CAN配置

以下内容主要参考《STM32CubeMX | 36 - 使用CAN总线进行双板通信（TJA1050）》。

基本配置

配置CAN控制只需配置波特率，一般为500KHz，最高1MHz，其它保持默认即可。

CAN总线的波特率比较特别，串口协议的波特率只支持一个确定值，而CAN总线的波特率支持一个较宽的范围，这也使得CAN总线的抗噪声性能大大增强。

CAN总线的波特率计算方式如下：

① 确定CAN外设连接的外设总线时钟PCLK1

此处CAN1连接到APB1外设总线上，在配置HCLK=72Mhz的基础上，PCLK=36Mhz。
在这里插入图片描述
② 确定分频系数

此处将PCLK1进行7分频，为 36Mhz / 6 = 6Mhz，所以设置CAN1外设的分频系数为6：
在这里插入图片描述
③ 配置位段时序

CAN协议的每一个数据位都分为许多时间段，如图：
在这里插入图片描述

同步段(SYNC_SEG)：位变化应该在此时间段内发生，只有一个时间片的固定长度(1 x tq)；
位段1(BS1)：定义采样点的位置，其持续长度可以在 1 到 16 个Tq之间调整；
位段2(BS2)：定义发送点的位置，其持续长度可以在1 到 8 个Tq之间调整；
同步跳转宽度（SJW）：定义位段加长或缩短的上限，它可以在 1 到 4 个Tq之间调整；

目标波特率是500khz，设：
$B S 1 + B S 2 + S J W = T$
根据：
$6 M h z / T = 6000 k h z / T = 500 k h z$
计算出：
$T = 12$
最后在BS1、BS2、SJW的每个范围内，调整出和为12即可，配置如下：
在这里插入图片描述

使能CAN中断

在这里插入图片描述

编写CAN1收发测试代码

①编写CAN过滤器配置函数
在 CAN 协议中，发送节点将报文广播给所有接收器。而接收节点会根据报文标识符的值来确定节点是否需要该消息，为了简化软件的工作， STM32 的 CAN 外设接收报文前会先使用过滤器检查，只接收需要的报文到 FIFO 中。

STM32的CAN控制器一共有 28 个过滤器，CAN1 和 CAN2 共用这些过滤器。

CAN过滤器结构体定义在stm32f4xx_hal_can.h文件中，在main.c中编写CAN过滤器配置函数（不进行任何过滤）：

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* CAN过滤器配置函数 */
static void CANFilter_Config(void)
{
    CAN_FilterTypeDef  sFilterConfig;
    
    sFilterConfig.FilterBank = 0;                       //CAN过滤器编号，范围0-27
    sFilterConfig.FilterMode = CAN_FILTERMODE_IDMASK;   //CAN过滤器模式，掩码模式或列表模式
    sFilterConfig.FilterScale = CAN_FILTERSCALE_32BIT;  //CAN过滤器尺度，16位或32位
    sFilterConfig.FilterIdHigh = 0x000 << 5;			//32位下，存储要过滤ID的高16位
    sFilterConfig.FilterIdLow = 0x0000;					//32位下，存储要过滤ID的低16位
    sFilterConfig.FilterMaskIdHigh = 0x0000;			//掩码模式下，存储的是掩码
    sFilterConfig.FilterMaskIdLow = 0x0000;
    sFilterConfig.FilterFIFOAssignment = 0;				//报文通过过滤器的匹配后，存储到哪个FIFO
    sFilterConfig.FilterActivation = ENABLE;    		//激活过滤器
    sFilterConfig.SlaveStartFilterBank = 0;
    
    if (HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1, &sFilterConfig) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}
/* USER CODE END 0 */

其中，不同配置模式下四个数据成员内容对应的含义：
在这里插入图片描述
② 定义接收和发送消息变量
在main.c文件中定义CAN接收和发送消息变量：

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */
static CAN_TxHeaderTypeDef        TxMessage;    //CAN发送的消息的消息头
static CAN_RxHeaderTypeDef        RxMessage;    //CAN接收的消息的消息头
/* USER CODE END PV */

③ 编写CAN接收中断处理函数
在main.c文件的最后编写CAN接收中断处理函数：

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan)
{
    uint8_t  data[8];
    HAL_StatusTypeDef	status;
    
    if (hcan == &hcan1) {	
        status = HAL_CAN_GetRxMessage(hcan, CAN_RX_FIFO0, &RxMessage, data);
        if (HAL_OK == status){                              			
            printf("--->Data Receieve!\r\n");
            printf("RxMessage.StdId is %#x\r\n",  RxMessage.StdId);
            printf("data[0] is 0x%02x\r\n", data[0]);
            printf("data[1] is 0x%02x\r\n", data[1]);
            printf("data[2] is 0x%02x\r\n", data[2]);
            printf("data[3] is 0x%02x\r\n", data[3]);
            printf("<---\r\n");
            
        }
    }
}
/* USER CODE END 4 */

④ 编写CAN发送测试数据函数

/* CAN 发送数据测试函数 */
void CAN1_Send_Test()
{
    uint8_t data[4] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04};
    
    TxMessage.IDE = CAN_ID_STD;     //设置ID类型
	TxMessage.StdId = 0x222;        //设置ID号
    TxMessage.RTR = CAN_RTR_DATA;   //设置传送数据帧
	TxMessage.DLC = 4;              //设置数据长度
    
	if (HAL_CAN_AddTxMessage(&hcan1, &TxMessage, data, (uint32_t*)CAN_TX_MAILBOX0) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}

⑤ 编写初始化函数
修改main函数，在其中配置CAN滤波器、启动CAN控制器、使能CAN控制器接收中断：

 /* USER CODE BEGIN 2 */
    /* 1. CAN Filter Config */
    CANFilter_Config();
    
    /* 2. CAN Start */
    if (HAL_CAN_Start(&hcan1) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    
    /* 3. Enable CAN RX Interrupt */
    if (HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1, CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
  /* USER CODE END 2 */

定时器配置

首先查看时钟树：
在这里插入图片描述
定时器的时钟来自于内部的PLL分频->AHB->APB1或2（到底是APB1还是2，需要查手册，或者源码中的宏，如下图可见，2/3/4是在APB1上的，如下图可见，1是在APB2上的）

定时器溢出时间的计算：
$T=((period+1)*(psc+1))/(TIM\_CLK\_Mhz / TIM\_ClockDivision)$