百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 技术文章 > 正文

STM32F0单片机快速入门四:不看手册也行吗?

cac55 2024-12-07 09:51 23 浏览 0 评论

关注 TopSemic 让我们一起成长!


1. 第一个工程 翻转引脚

上一篇文章我们详细介绍了 STM32F030 从复位时取得复位向量,系统初始化,然后跳转到 main( ) 函数的过程。下面我们结合一个最简单的例子,对 Cube 库的使用做一个简单的介绍。


我们用 Keil 打开下面这个工程:

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0\Projects\STM32F030R8-Nucleo\Examples\GPIO\GPIO_IOToggle\MDK-ARM\Project.uvprojx


编译下载运行此代码,会看到一个 LED灯(连至MCU的 PA5引脚)不停地闪烁。为了完成这个简单的功能,我们看到这个工程里包含了不少文件:


如果是初次用这种库的方式做开发,乍一看还真感觉有点乱。不过让我们一个一个看一下这些文件,理清它们的关系后就会体会到这种方式的巨大优点。


2. 文件分类解释

工程里的文件分为五大类:启动代码,M0内核初始化,驱动,板级支持包(BSP),用户代码。一般来说我们开发应用程序,主要关注用户代码文件就行了。如果硬件电路板做了改动,则修改BSP里的内容。


在早期的单片机开发中,芯片内资源很少,通常的情况是一个工程师就从硬件到软件编程都做了,是没有 BSP(Board Support Package)这种概念的。BSP概念来源于较复杂的CPU系统的开发,一般是厂家设计主板,并提供 BSP(包含启动代码,驱动,Bootloader等)。我们这里的 BSP 概念稍有不同,它是指对某一块儿以 MCU 为核心的电路板的支持代码包。启动代码,内核初始化和驱动,没有包含在内。BSP会调用驱动层的代码。


对于 STM32 Nucleo 这块儿开发板来说,板上资源很少,所以BSP只提供了相应的按键(BUTTON)和指示灯(LED)支持代码。里面的ADC,SPI,LCD等代码是支持其它板子的,可以先忽略。


启动代码

为理解汇编代码,我们先熟悉一下这些伪指令:


ALIGN 变量或代码对齐。如:

ALIGN = 3 以8(2的3次方)字节对齐。


EQU 给标号赋值。如:

Stack_Size EQU 0x400;


DCD 分配1个或多个字(words)的内存空间。如:

Data DCD 1,5,8; 定义3个字并赋值为 1,5 和 8。


AREA 定义一个代码或数据段(section),命名并指定属性。如:

AREA Func01, CODE, READONLY;

定义了一个名字为 Func01 的只读代码段。


SPACE 保留一段空间并初始化为 0。如:

Data SPACE 100; 为 Data 保留 100个字节初始化为 0 的内存空间。


IMPORT 导入其它文件中的标号,以在当前文件中引用。如:

IMPORT SystemInit

LDR R0, =SystemInit

BLX R0

从文件 system_stm32f0xx.c 中导入 SystemInit 这个函数并调用。


EXPORT 导出能被连接器(Linker)识别的标号。从ASM文件导出的标号可以在C中引用。

[WEAK] 如果在其它地方定义了相同的标号,则此处定义被覆盖。

PROC 定义一个函数的起始地址。

ENDP 标志当前函数结束。

例子:

SysTick_Handler PROC

EXPORT SysTick_Handler [WEAK]

B.

ENDP

导出 SysTick_Handler 这个中断处理函数。如果在其它地方定义了一个新的 SysTick_Handler 函数,那么新函数将覆盖此处定义的这个陷阱函数。汇编语句 B.为在当前语句死循环。


下面我们看一下启动文件 startup_stm32f030x8.s


定义堆和栈:


中断向量表:

现在这个工程用到的只有绿线框中的几个向量:

__initial_sp

初始堆栈指针


Reset_Handler

复位向量,我们在上一篇文章已经讲到如何从复位向量一步一步执行到用户代码中的主程序main( )。


SysTick_Handler

系统时钟中断向量。此程序每 1ms 产生一次中断。


需要注意的是 SysTick_Handler 这个中断处理函数在用户代码文件stm32f0xx_it.c

中进行了重定义,所以当 SysTick 中断发生时,实际会跳转到用户代码的中断处理函数,而不是跳到下图所示的汇编代码中断处理函数进入死循环。


再往下可以看到,对所有芯片级中断定义了一个共享的陷阱函数。用户在实际使用到某一个中断的时候,要在中断处理文件 stm32f0xx_it.c 中用相同的函数名定义,从而在中断发生时跳转到实际的中断处理函数。


在此文件的最下面的代码,是用来传递堆栈信息给库的:

在芯片资源比较少时,可以通过选中 Options for Target->Target->Use MicroLIB 选项,使用简化版的库来实现 printf 等操作。若资源充足时使用标准库,库将调用下面的 __user_initial_stackheap 函数来获得堆栈信息。


M0 内核初始化

system_stm32f0xx.c

此文件只有两个函数:

SystemInit( ),在启动代码中调用,把系统时钟复位到初始默认状态(8MHz的高频内部时钟 HSI)。

SystemCoreClockUpdate( ), 在用户调用库函数更改时钟配置后,需要调用此函数以更新全局系统时钟变量 SystemCoreClock。其它模块基于此时钟的计算才会正确。一般来说更改时钟配置的 HAL函数已经包含此函数的调用,如 HAL_RCC_ClockConfig( ), 无需用户再次调用。


驱动

stm32f0xx_hal_cortex.c

包含 Cortex 内核中两个重要模块的驱动:

可嵌套中断向量控制器 NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller),

系统滴答时钟 SYSTICK。


stm32f0xx_hal.c

此文件包含用户程序必须首先调用的 HAL_Init( ),它会使能数据和指令缓存,预取指令队列;配置系统滴答时钟产生 1ms 中断;调用 HAL_MspInit( )回调函数。

HAL_MspInit( )函数用来做系统级的初始化,配置某一模块相关的 时钟,引脚,DMA,中断等资源,但是在所有的例程中都没有实际用到此函数。可以先忽略。


stm32f0xx_hal_rcc.c

stm32f0xx_hal_rcc_ex.c

RCC(Reset and Clock Controller)模块的驱动。一个模块为什么要两个驱动文件呢?前一个文件提供了基本的通用的功能驱动,后一个文件是扩展功能驱动,通常针对某一特定型号的芯片。如同我们吃饭需要餐具,_rcc.c 提供碗筷等常用必备工具,_rcc_ex 可能提供的就是酒杯,烛台等这些东西。


stm32f0xx_hal_gpio.c

GPIO 模块的驱动。


BSP 板级支持包

stm32f0xx_nucleo.c

针对 STM32 Nucleo 开发板的类型,宏定义,支持代码。


用户代码

main.c 主程序

stm32f0xx_it.c 中断处理

前面介绍了一大堆文件,主要是为了清除系统的工作流程。在开发中使用库还是很简单的。在主程序中调用库,只需要通过 main.h 包含下面这个头文件:

stm32f0xx_hal.h

如果有 BSP 则包含 BSP 的头文件,在本工程是:

stm32f0xx_nucleo.h


使用到哪个模块就在配置文件中打开使能该模块的宏定义。

stm32f0xx_hal_conf.h


然后第一步必须调用 HAL_Init( )。

第二步,如果希望系统时钟工作在默认内部时钟(8MHz HIS)以外的频率,则需要调用 SystemClock_Config( )。此函数又调用 HAL_RCC_ClockConfig( ) 完成新配置。


下面是应用代码:

所有模块一般都是这三个步骤:使能模块的时钟,初始化模块,使用模块的功能。


stm32f0xx_it.c 中的中断处理函数 SysTick_Handler( ) 很简单,每次进入就对滴答计时变量 uwTick 加1,其它 HAL 函数可以基于此变量计时。


我们将在接下来的文章中进一步谈一下库的使用,和如何用按键触发中断去控制 GPIO 的翻转。


参考资料:

Description of STM32F0 HAL and low-layer drivers

ARM Compiler armasm User Guide

STM32F030 Datasheet

STM32F030 Reference Manual

相关推荐

MIRIX重塑AI记忆:超Gemini 410%,节省99.9%内存,APP同步上线

MIRIX,一个由UCSD和NYU团队主导的新系统,正在重新定义AI的记忆格局。在过去的十年里,我们见证了大型语言模型席卷全球,从写作助手到代码生成器,无所不能。然而,即使最强大的模型依...

硬盘坏了怎么把数据弄出来对比10种硬盘数据恢复软件

机械硬盘或固态硬盘损坏导致数据丢失时,应立即停止对硬盘的读写操作,并根据损坏类型选择逻辑层恢复工具或专业物理恢复服务。紧急处置措施立即停止通电使用:发现硬盘异响、无法识别或数据异常时,需立即断开连接,...

蓝宝石B850A WIFI主板新玩法:内存小参调节体验

蓝宝石前段时间发布了一款性价比极高的主板:NITRO氮动B850AWIFI主板。这款主板的售价只要1349元,相比普遍1500元以上的B850主板,确实极具竞争力。虽然价格实惠,蓝宝石NITR...

内存卡损坏读不出怎么修复?这5个数据恢复工具汇总,3秒挽回!

在数字化生活的浪潮中,内存卡凭借小巧便携与大容量存储的特性,成为相机、手机、行车记录仪等设备存储数据的得力助手,承载着无数珍贵回忆与重要文件。然而,当内存卡突然损坏无法读取,无论是误删、格式化、病毒入...

内存卡修复不再难,2025年必学的6款软件工具

内存卡出现问题时,通常是因为文件系统损坏、物理损坏或病毒感染。通过专业的修复工具,我们可以尝试恢复数据并修复内存卡。内存卡修复利器:万兴恢复专家万兴恢复专家是一款功能强大的数据恢复软件,支持多种设备和...

有5款内存卡修复工具汇总,内存卡数据轻松找回!

在如今的数字时代,内存卡作为不可或缺的存储介质,广泛应用于相机、手机、行车记录仪等各类设备中,承载着我们珍贵的照片、视频以及重要文件。然而,数据丢失的风险却如影随形,误删、格式化、病毒入侵、硬件故障等...

揭秘:如何通过多种方式精准查询内存条型号及规避风险?

以下是内存条型号查询的常用方法及注意事项,综合了物理查看、软件检测、编码解析等多种方式:一、物理标签查看法1.拆机查看标签打开电脑主机/笔记本后盖找到内存条,观察标签上的型号标识。例如内存标签通常标...

内存卡数据恢复5个工具汇总推荐,轻松找回珍贵记忆!

在这个数字化时代,内存卡作为我们存储珍贵照片、重要文件的常用载体,广泛应用于手机、相机、平板电脑等设备。但数据丢失的意外却常常不期而至,误删除、格式化、病毒攻击,甚至内存卡的物理损坏,都可能让辛苦保存...

电脑内存智能监控清理,优化性能的实用软件

软件介绍Memorycleaner是一款内存清理软件。功能很强,效果很不错。Memorycleaner会在内存用量超出80%时,自动执行“裁剪进程工作集”“清理系统缓存”以及“用全部可能的方法清理...

TechPowerUp MemTest64:内存稳定性测试利器

TechPowerUpMemTest64:内存稳定性测试利器一、软件简介TechPowerUpMemTest64,由知名硬件信息工具GPU-Z的出品公司TechPowerUp发布,是一款专为64位...

微软推出AI恶意软件检测智能体Project Ire,精确度高达98%

IT之家8月6日消息,当地时间周二,微软宣布推出可自主分析恶意软件的AI检测系统原型——ProjectIre。该项目由微软研究院、Defender研究团队及Discovery&a...

农村老木匠常用的20种老工具,手艺人靠它养活一家人,你认识几种

生活中的手艺老匠人是非常受到尊敬和崇拜的,特别是在农村曾经的老匠人都是家里的“座上宾”。对于民间传统的手艺人,有一种说法就是传统的八大匠:木匠、泥匠、篾匠、铁匠、船匠、石匠、油匠和剃头匠。木匠的祖始爷...

恶意木马新变种伪装成聊天工具诱人点击

国家计算机病毒应急处理中心通过对互联网监测发现,近期出现一种恶意木马程序变种Trojan_FakeQQ.CTU。该变种通过伪装成即时聊天工具,诱使计算机用户点击运行。该变种运行后,将其自身复制到受感染...

学习网络安全 这些工具你知道吗?

工欲善其事必先利其器,在新入门网络安全的小伙伴而言。这些工具你必须要有所了解。本文我们简单说说这些网络安全工具吧!Web安全类web类工具主要是通过各种扫描工具,发现web站点存在的各种漏洞...

5分钟盗走你的隐私照片,这个全球性漏洞到底有多可怕?

这个时代,大家对电脑出现漏洞,可能已经习以为常。但如果机哥告诉大家,这个漏洞能够在5分钟内,破解并盗取你所有加密文件,而且还无法通过软件和补丁修复...这可就有点吓人啦。事情是酱婶的。来自荷兰埃因...

取消回复欢迎 发表评论: