[嵌入式]STM32使用的相关知识点

一、STM32最小系统

单片机最小系统一般有晶振电路、电源电路、复位电路以及调试电路组成。

以下以STM32F103C8T6举例

1.电源电路：

此时电容分为输入电容和输出电容：

1. ?C5、C7为输入电容：作用是防止断电后出现电压倒置。
2. C6、C8为输出电容：作用是抑制自激振荡和稳定输出电压。

2.时钟电路：

时钟电路也称晶振电路，其中有两种晶振电路，区别如下：

3.复位电路：

STM32芯片复位管脚持续为低电平时复位，STM32的NRST引脚在内部已经连接了一个上拉电阻，数据手册建议复位电路需外接一个对地电容，如果认为这个上拉电阻较小，用户也可以在复位电路中外接一个上拉电阻。

?一般有两种复为形式：

1. 上电复位：在上电瞬间，由于电容来两端电压不能突变，RESET出现短暂低电平，芯片自动复位，之后电容充电，充电时间由电阻和电容共同决定：

   

2. 手动复位：按键SW1按下时，RESET和地连通，产生低电平，实现复位。?

4.调试和下载电路：

1.调试接口：

?????? STM32F103系列微控制器内核集成了SWD/JTAG调试端口（缩写为SWJ-DP）。

?2.启动方式：

在STM32F103系列微控制器中通过设置BOOT[1:0]引脚电平的高低选择三种不同启动模式，从而将STM32F103微控制器的存储空间起始地址0x00000000映射到不同存储区域的起始地址。

CM-3 内核在离开复位状态后的工作过程如下：

? ? 1.从地址 0x00000000 处取出栈指针 MSP 的初始值，该值就是栈顶的地址。

? ? 2.从地址 0x00000004 处取出程序指针 PC 的初始值，该值指向复位后应执行的第一条指令。

上述过程由内核自动设置运行环境并执行主体程序，因此它被称为自举过程。

? ? ? ?虽然内核是固定访问 0x00000000 和 0x00000004 地址的，但实际上这两个地址可以被重映射到其它地址空间。以 STM32F103 为例，根据芯片引出的 BOOT0 及 BOOT1 引脚的电平情况，这两个地址可以被映射到内部 FLASH、内部 SRAM以及系统存储器中。?

?二、C语言基础知识

1.const

• const用于定义只读的变量，其值在编译时不能被改变。
• 使用它是为了在编译时防止变量的值被误修改，提高程序的安全性和可靠性。
• 在C99标准中，const定义的变量是全局的。
• const关键词修饰的变量在声明时必须初始化。

const uinit8_t sum = 3.14;
uint8_t abs=0;
...
sum=abs;//非法，sum只能被读取不能被赋值。
abs=sum;

?2.static

• 修饰变量或函数。修饰后的变量称为静态变量。
• 在全局变量之前加上关键字static，则该全局变量被定义成为一个静态全局变量。
• 作用范围只在定义该变量的源文件内有效，其他源文件不能引用该全局变量，避免了在其他源文件中因引用相同名字的变量而引发错误，有利于模块化程序设计。

1.static定义函数

????? ?模块化的程序设计中，用static声明一个函数，则该函数只能被该模块内的其它函数调用。

#include "stm32f1xx_hal.h"
static void DMA_SetConfig(DMA_HandleTypeDef *hdma, uint32_t SrcAddress, uint32_t DstAddress, uint32_t DataLength);
… …
HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Start_IT(DMA_HandleTypeDef *hdma, uint32_t SrcAddress, uint32_t DstAddress, uint32_t DataLength)
{
  HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
… …
  if(HAL_DMA_STATE_READY == hdma->State)
  {
DMA_SetConfig(hdma, SrcAddress, DstAddress, DataLength);
… …
  }
… …
}

DMA_SetConfig()函数是本地函数，只能被stm32f1xx_hal_dma.c的其它函数调用，不能被其它模块的文件使用。

2.static定义局部变量

static除了用于静态全局变量，还用于定义静态局部变量，保证静态局部变量在调用过程中不被重新初始化。

void fun_count( )
{
    static count_num = 0;
           // 声明一个静态局部变量，count_num用作计数器，初值为0。
    count_num ++;
    printf("%d\n", count_num);
}
int main(void)
{
    int i=0;
    for (i = 0;i <= 5;i++)
    {
       fun_count( );
    }
    return 0;
}

在main函数中每调用一次fun_count( )函数，则静态局部变量count_num加1，而不是每次都被初始化为初值0。不加static的结果是1，加static的结果是5。

3.volatile

• 使用volatile关键字定义了一个字符型的变量i，指出i是随时可能发生变化的，每次使用的时候都必须从i的地址中读取。
• 使用volatile就是不让编译器进行优化，即每次读取或者修改值的时候，都必须重新从内存中读取或者修改，而不是使用保存在寄存器里的备份。

其可用于以下场合：

1. 中断服务程序中修改的供其他程序检测的变量需要使用volatile。
2. 多任务环境下各任务间共享的标志应添加volatile。
3. 存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile进行说明。

?4.extern

? ? ? ?指明此函数或变量的定义在别的文件中，提示编译器遇到此函数或变量时去其他模块中寻找其定义。

有一种特殊用法：extern "C"进行链接指定，告知编译器这是采用C语言定义的函数。

#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif
……
#ifdef __cplusplus
}
#endif	

? ? ? ?如果定义了__cplusplus（C++编译器中自定义的宏），则执行extern“C”{语句}。在C++环境下使用C函数会出现链接时找不到对应函数的情况，这时需要使用extern “C”进行链接指定，告知编译器使用C语言的命名规则来处理函数。

5.回调函数：

? ? ? ?操作系统中的某些函数常需要调用用户定义的函数来实现其功能，由于与常用的用户程序调用系统函数的调用方向相反，因此将这种调用称为“回调”（Callback），而被系统函数调用的函数称为“回调函数”。简单来说就是在一个函数中调用另一个函数。

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET)
  {
        __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
        HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
        UNUSED(GPIO_Pin);
}

以上代码就是在GPIO中断处理函数中调用HAL_GPIO_EXTI_Callback函数。一般用于通过中断处理函数调用回调函数来实现中断服务功能。

三、HAL库的内存空间

1.内存空间的定义

#ifndef __STM32F1XX_H
#define __STM32F1XX_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {

#if !defined (STM32F1)
#define STM32F1
#endif /* STM32F1 */

如果没定义STM32F1，则定义STM32F1。?