STM32开发入门及实战 (1)

本博客的编写目的：
一、自我总结，记录。
二、分享，输出，加深思考。
三、不作细致如书本般编排，尽管那样的排版很好看，但是过于耗费时间，还有很多东西没有必要说明，完全可以自己去解决，但还是尽量做好排版，便于阅读。
四、尽可能举一反三，做到真正能够处理实际问题。

STM32开发实战 (1)

目录

一、概述，目的

二、搭建步骤

三、时钟部分案例分析

四、理论总结

一、概述，目的

目的：解决STM32入门问题

个人认为STM32的最快，最直接的入门方法之一就是：从STM32CubeMx+keilV5入手。无论 你采用FreeRTOS还是Keil自带的RTX，通过图形化的界面配置，都能快速生成项目所需的基础层架构代码，从而将主要精力用于自身项目需求开发上，大大提高开发效率。

上一段话包含两层意思：1、在不熟悉STM32的情况下，如何入手学习相关的技术知识。2、在不熟悉STM32的情况下，作为公司在职开发人员，如何快速进入STM32相关的项目开发工作中，保证开发效率。

二、搭建步骤

看图去官网或者下载站下载：STM32CubeMX,MDK5(MDK-ARM V5)

安装完成后，就可以选择你要使用的具体芯片型号，本篇芯片为stm32030系列 、stm32103系列



初始界面如下，图形化的管脚配置，点点鼠标就可以，so easy！更深入的在后续章节再说。

左侧栏先要注意的几个问题:

1、你可以选择是否使用FREERTOS

2、如果选择外部时钟，请务必选择 “RCC-HSE 选项，如图配置”否则 Input frequency 输入选项不可更改，系统时钟最高只能为64MHZ，达不到72MHZ

3、SYS选项，时钟源虽然默认看起来是SysTick，但实际上没起作用，所以，需要重新选择一次，知道SYS标题变绿色，即选择成功。







自己摸索一下，看看网上的教程，比如“微雪教程”。然后，菜单栏 project->Generate code



注意一些相关提示：







生成代码之后，就可以直接打开工程了。



这是没有安装MDK-ARM V5的提示：



打开工程后默认的项目文件列表：



三、时钟部分案例分析

对于单片机系统来说，CPU和总线以及外设的时钟设置是非常重要的，因为没有时钟就没有时序。

*AHB总线，这是贯穿所有外设的一条总线，上图可知：AHB经过桥接，由APB1、APB2控制着几乎所有外设；

APB2属于高速设备； （控制着如：ADC、GPIO、EXIT、TIM1等外设）

APB1属于低速设备； （控制着如：DAC、TIMx、USART、I2C等外设）*

**很多人在讲解知识时，如上作以解释，有用吗？反正我觉得是没用。那怎么做更好呢？
看一个我碰到的项目实例：一同事在用STM32CubeMx生成的代码，要交到我这里来对项目代码进行整合，代码里用到的延时函数有两个HAL_Delay(), osDelay(),理论上，这两个延时函数的参数延时基准都是ms，也就是说HAL_Delay(1000), osDelay(1000)都表示延时1000ms，但是我还是要测试一下延时是否准确，因为还有其他好多地方要用到，而且对延时精度要求可能更高点**。

通过示波器测试得知osDelay(1000)是准确的，而HAL_Delay(1000)的延时值实际只有500ms，问题在哪呢？通过图形配置部分，得知他设置的SYS 时钟源为TIM1，那么，理论上是和APB2的FCKL2相关。我们先定得找到延时函数所用到的参数配置，看源代码：

函数原型：

__weak void HAL_Delay(__IO uint32_t Delay)

{

uint32_t tickstart = HAL_GetTick();

while((HAL_GetTick() - tickstart) < Delay)

{

}

}

–>

__weak uint32_t HAL_GetTick(void)

{

return uwTick;

}

–>

static __IO uint32_t uwTick;

__weak void HAL_IncTick(void)

{

uwTick++;

}

–>

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) // 在 此文件下，定义了 TIM_HandleTypeDef htim1;

{

HAL_IncTick();

}

–>

__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)

{

/Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis/ // 1ms 中断 时基

HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

/Configure the SysTick IRQ priority /

HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority ,0);

/* Return function status */

return HAL_OK;

}

–>

HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)

{

……// 此处省略

/* Compute TIM1 clock */

uwTimclock = HAL_RCC_GetPCLK1Freq(); // 开始这里用的PCLK1

……// 此处省略

}

由uwTimclock = HAL_RCC_GetPCLK1Freq(); // 开始这里用的PCLK1，显然不符合理论要求

串口输出调试信息：

DBSTRLONG(“PCLK1Freq”,HAL_RCC_GetPCLK1Freq());

DBSTRLONG(“PCLK2Freq”,HAL_RCC_GetPCLK2Freq());

PCLK1Freq 36000000

PCLK2Freq 18000000

由uwTimclock = HAL_RCC_GetPCLK2Freq();// 这里修改后，测试延时仍然不正确，为什么？PCLK2Freq 18000000 频率是不对的，而要修改PCLK2Freq的值，无非就是修改APB2的分频值。本来是可以直接再图形配置这里直接修改的，但是我要做代码整合，很多代码自动升后，修改不方便，就直接通过源码修改。在系统时钟初始化函数里，如下：

SystemClock_Config(void)

{

……// 此处省略

RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // 这里修改RCC_HCLK_DIV4 –> RCC_HCLK_DIV1

……// 此处省略

}

串口输出调试信息：

DBSTRLONG(“PCLK1Freq”,HAL_RCC_GetPCLK1Freq());

DBSTRLONG(“PCLK2Freq”,HAL_RCC_GetPCLK2Freq());

PCLK1Freq 36000000

PCLK2Freq 72000000

再次测试，结果就正确了。

上边的问题说明三点：

1、虽然定时器(Timer)1是由APB2的PCLK2提供的时钟输出，但是解决问题的办法并不是死的，所以由HAL_RCC_GetPCLK1Freq();提供的频率输出，结果不会错误，然而不符合理论要求：所以还是要在源

头修改。特别是整合程序时，基本我不再用STM32CubeMX去自动生成代码，不然很多代码被自动修改，会造成很大麻烦。

2、STM32CubeMX生成的代码，有可能存在BUG，所以调试需全面考虑。

3、在不用手册，通过观察CubeMX图形配置部分，然后明确具体有关时钟总线，外设关系的情况下，就可以找到代码的问题所在。

然后参照上图详细总结一下系统时钟的关系如下：

其中40kHz的LSI供独立看门狗IWDG使用，另外它还可以被选择为实时时钟RTC的时钟源。另外，实时时钟RTC的时钟源还可以选择LSE，或者是HSE的128分频。RTC的时钟源通过RTCSEL[1:0]来选择。

　　STM32中有一个全速功能的USB模块，其串行接口引擎需要一个频率为48MHz的时钟源。该时钟源只能从PLL输出端获取，可以选择为1.5分频或者1分频，也就是，当需要使用USB模块时，PLL必须使能，并且时钟频率配置为48MHz或72MHz。

　　另外，STM32还可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)上，可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟。

　　系统时钟SYSCLK，它是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可选择为PLL输出、HSI或者HSE。系统时钟最大频率为72MHz，它通过AHB分频器分频后送给各模块使用，AHB分频器可选择1、2、4、8、16、64、128、256、512分频。其中AHB分频器输出的时钟送给5大模块使用：

　　①、送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。

　　②、通过8分频后送给Cortex的系统定时器时钟。

　　③、直接送给Cortex的空闲运行时钟FCLK。

　　④、送给APB1分频器。APB1分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供APB1外设使用(PCLK1，最大频率36MHz)，另一路送给定时器(Timer)2、3、4倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器2、3、4使用。

　　⑤、送给APB2分频器。APB2分频器可选择1、2、4、8、16分频，其输出一路供APB2外设使用(PCLK2，最大频率72MHz)，另一路送给定时器(Timer)1倍频器使用。该倍频器可选择1或者2倍频，时钟输出供定时器1使用。另外，APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用，分频后送给ADC模块使用。ADC分频器可选择为2、4、6、8分频。

　　在以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设等等。当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。

　　需要注意的是定时器的倍频器，当APB的分频为1时，它的倍频值为1，否则它的倍频值就为2。

　　连接在APB1(低速外设)上的设备有：电源接口、备份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看门狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模块虽然需要一个单独的48MHz时钟信号，但它应该不是供USB模块工作的时钟，而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块工作的时钟应该是由APB1提供的。

　　连接在APB2(高速外设)上的设备有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。