STM32
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stm32时钟系统的中断编程该如何去实现呢

STM32的启动过程是怎样的?
stm32的时钟系统是由哪些部分组成的?
stm32时钟系统的中断编程该如何去实现呢?



回帖(1)

刘丽丽

2021-11-29 09:50:35
一.stm32的启动过程

    在stm32的开发中,芯片的启动代码官方通常会提供,一般不需要修改。但是对芯片的启动代码有一定了解,有助于对某些组件工作原理加深了解
    可以借助官方提供的启动代码来理解启动过程,启动代码是一个汇编文件(.s作为后缀),我们开发板的启动文件是start_stm32f40_41xxx.s
  
1.初始化栈
2.初始化堆
3.实现异常向量表
4.处理各个异常的代码
    其中复位异常中 ----- 初始化一些基本硬件(时钟,SRAM,FLASH...),调用主函数

  二.stm32的时钟系统

    stm32f407的推荐时钟频率 168MHz
  1.提供参考时钟的硬件

    晶振 ----------- 产生低频的稳定震荡信号
    RC震荡威廉希尔官方网站 ----- 产生低频的不稳定震荡信号
  以上产生的频率不足以直接供给CPU使用,实际上使用PLL(锁相环)通过一个低频信号产生一个高频信号,供给CPU使用
  




   
   
      
  stm32f407一共4个原始时钟源
      HSIRC -------- 高速内部RC震荡时钟(16M)
      HSEOSC -------- 高速外部晶振(4-26M)
      LSIRC -------- 低速内部RC震荡时钟(32K)
      LSEOSC ------- 低速外部晶振(32.768K)
  2.stm32f407时钟树

  




   
   




   
   
  
   
                     
  绝大多数的外设挂在AHB总线和APB总线上,这些总线上的频率和系统频率一起提供,可选(HSI HSE PLL)
  其中RTC和看门狗通常使用独立的时钟源,RTC使用LSE,看门狗使用LSI
  3.PLL锁相环频率配置

      PLL输出频率(168M) = f时钟输入(8M) X PLLN / (PLLM X PLLP)
      168 =                     8 X      336 /  (8    X   2)
  4.修改工程中PLL配置,让主频为168M

  (1)system_stm32f4xx.c文件中

  第316行改为
      




   
   
  (2)stm32f4xx.h

  第123行改为
   




   
   
     
  三.GPIO输入

  1.原理图

   




   
   
     
    如果按键按下去,接地,管脚低电平
    案件松开,由于上拉电阻,管脚高电平
   




   
   




   
   
     
      
      连接到了CPU的PA0 PE2 PE3 PE4
  2.硬件说明手册(略)

  3.查看芯片参考手册,库函数手册

      输入数据的获取通过读输入数据寄存器
   




   
   
     
    获取输入电平的库函数
          uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
          参数:
              GPIOx - 哪一组GPIO
              GPIO_Pin - 哪一个脚
          返回对应脚的状态(1 - 高电平 0 - 低电平)
   
  物理按键在理想情况下按下松开是如下的电平信号
   




   
   
     
  实际上物理按键在按下和松开的时候会有一段时间的抖动(<10ms),造成发生多次按键操作的假象,我们需要通过延时操作消除抖动
   




   
   
     
  
消抖的代码
    if(按下){
        //延时10ms
        if(按下){
            //真实按键事件
        }
    }
以上的按键驱动叫做轮询操作,轮询操作实现简单,但是效率比较低
  更多的时候我们会使用中断来实现事件的响应,效率比较高
  三.中断

  1.概念

    中断指的是计算机运行期间,出现了某些需要立即处理的事务,计算机能够自动停止当前正在运行的程序,转而去执行处理需要立即处理的事务的代码,执行完成后回到被打断的程序位置继续往下执行。
   




   
   
     
  2.stm32中断处理层次结构

   




   
   
     
  3.NVIC向量中断控制器

  (1)特性

      




   
   
      NVIC的其他细节信息包含在 权威指南 中,其中包括 寄存器介绍以及优先级
  (2)stm32中断优先级

      stm32中断优先级分为响应优先级和抢占优先级
      高抢占优先级的中断可以打断正在执行的低抢占优先级的中断
      如果抢占优先级相同,高响应优先级的中断不能抢占低响应优先级的中断
      如果抢占优先级相同,当两个中断同时发生,优先响应响应优先级高的中断
      如果抢占优先级和响应优先级都相同,哪个中断先发生就响应哪个中断
  注意事项:
      1)数字越小,优先级越高
      2)抢占优先级和响应优先级一起占用固定的空间(4位二进制位)
          设置每种优先级占的位数叫做优先级分组,优先级分组程序中只能设置一次,多次设置带来不可预知的后果
      3)中断处理程序的时间尽可能短,禁止延时(睡眠)
  4.中断源(外部中断)

    由外部硬件设备触发的中断叫外部中断,外部中断可以配置为 电平触发和边沿触发,包含23个可编程的外部中断源,其中由IO口触发的中断是
    EXINT0 ---- EXINT15
      




   
   
     
    EXINT0可以选择任意一个GPIO组中的0号管脚接入(PA0 PB0...)
    之后的外部中断线依此类推
    EXINT15可以选择任意一个GPIO组中的15号管脚接入(PA15 PB15...)
  注:
    EXINT0 --- EXINT4有单独的中断号
    EXINT5-9共用一个中断号
    EXINT10-15共用一个中断号
  外部中断处理框图
      




   
   
  5.中断编程实现

  (1)在程序开头设置优先级分组

      void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
  




   
   
         
     
  /******************中断初始化*******************************************/
  (2)使能SYSCFG时钟

      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
  //中断源部分
  (3)初始化GPIO为输入模式

      GPIO_Init(...)
  (4)设置IO口和中断线的映射关系

      void SYSCFG_EXTILineConfig(uint8_t EXTI_PortSourceGPIOx, uint8_t EXTI_PinSourcex)
      参数:
          EXTI_PortSourceGPIOx - 哪一组
          EXTI_PinSourcex - 哪个脚
  (5)初始化中断源

      void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)
  
typedef struct
{
  uint32_t EXTI_Line;               /*!< 中断线 @ref EXTI_Lines */
  
  EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;       /*!< 中断or事件 @ref EXTIMode_TypeDef */
  EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; /*!< 触发边沿 @ref EXTITrigger_TypeDef */
  FunctionalState EXTI_LineCmd;     /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */
}EXTI_InitTypeDef;
//NVIC部分
      void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)
  
  typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                    /*!< 中断通道(中断号) */
  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  /*!< 抢占优先级(不能超过分配的位数) */
  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;         /*!< 响应优先级(不能超过分配的位数) */
  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;         /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */  
} NVIC_InitTypeDef;

   
  /*编写中断处理程序*/
  中断处理程序是一个函数,无参无返回值,函数名要去异常向量表中找
  
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    //..........
    //清除中断标识
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//
}
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