從51開始,單片機玩了很長時間了,有51,PIC,AVR等等,早就想跟潮流玩玩ARM,但一直沒有開始,原因-----不知道玩了ARM可以做什么(對我自己而言)。如果為學習而學習,肯定學不好。然后cortex-m3出來了,據說,這東西可以替代單片機,于是馬上開始關注。也在第一時間開始學習,可惜一開始就有點站錯了隊,選錯了型(仍是對我自己而言)。我希望這種芯片應該是滿大街都是,隨便哪里都可以買得到,但我選的第一種顯然做不到。為此,大概浪費了一年多時間吧,現在,回到對我來說是正確的道路上來啦,邊學邊寫點東西。
這里寫的是我的學習的過程,顯然,很多時候會是不全面的,不系統的,感悟式的,甚至有時會是錯誤的,有些做法會是不專業的。那么,為什么我還要寫呢?這是一個有趣的問題,它甚至涉及到博客為什么要存在的問題。顯然,博客里面的寫的東西,其正確性、權威性大多沒法和書比,可為什么博客會存在呢?理由很多,我非專家,只說作為一個學習32位單片機的工程師角度來分享整個學習過程,整理成一個學習手記,也便于以后文檔備份。
本章節將學習
一、認識ADC兼進一步看懂STM的庫
ADC是多少位的?
12位
ADC有多少個?
1個、2個或多至3個,視不同的器件而不同;每個又有多個通道。
關于通道的名堂:
10.3.3 通道選擇
有16個多路通道??梢园艳D換分成兩組:規則的和注入的。在任意多個通道上以任意順序進行的一系列轉換構成成組轉換。例如,可以如下順序完成轉換:通道3、通道8、通道2、通道2、通道0、通道2、通道2、通道15。
● 規則組由多達16個轉換組成。規則通道和它們的轉換順序在ADC_SQRx寄存器中選擇。規則組中轉換的總數寫入ADC_SQR1寄存器的L[3:0]位中。
● 注入組由多達4個轉換組成。注入通道和它們的轉換順序在ADC_JSQR寄存器中選擇。注入組里的轉換總數目必須寫入ADC_JSQR寄存器的L[1:0]位中。
它們有什么區別:
l 不同的組轉換后保存數據的地方不一樣,產生的中斷標志不一樣。
l 在掃描模式下,規則組會有能力把各通道數據通過DMA傳給SRAM,而注入組的數據總是存在在ADC_JDRx中。
還有其他的一些區別,這里暫不一一羅列。
ST為什么這么樣來設計AD轉換,肯定是有理由的,但是我不知道,因此,我也就難以深入地理解AD轉換的各種模式。這也就是說,對于知識的理解,要把它放在其應用背景中去學習才能學得好。因此,其他知識積累得越多,學起來也就越快,這也就是所謂的“功底”問題。某人功底深厚,意味著他見多識廣,遇到的事情多,能夠很快找到處理某件事情的“原型”。當然,也有一些人抽象學習能力極強,就算找不到“原型”,他也能學得很好?;旧希@類人的科學素養更高一些,在工程師、工科類學生中并不多見。
閑話少說,下面來看怎么樣來使用AD轉換器?
以一段源程序為例分別來解讀,同時進一步理解STM32中有關符號的含義,相信以后再讀庫源程序,定能更上一層樓。
為看得清楚一些,以下代碼用一種顏色表示。
/* ADC1 開始準備配置*/
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
/*設置ADC-》CR1的19:16,確定ADC工作模式,一共有10種工作模式
#define ADC_Mode_Independent ((uint32_t)0x00000000) 0000:獨立模式
#define ADC_Mode_RegInjecSimult ((uint32_t)0x00010000) 0001:混合的同步規則+注入同步模式
#define ADC_Mode_RegSimult_AlterTrig ((uint32_t)0x00020000) 0010:混合的同步規則+交替觸發模式
#define ADC_Mode_InjecSimult_FastInterl ((uint32_t)0x00030000) 0011:混合同步注入+快速交替模式
#define ADC_Mode_InjecSimult_SlowInterl ((uint32_t)0x00040000) 0100:混合同步注入+慢速交替模式
#define ADC_Mode_InjecSimult ((uint32_t)0x00050000) 0101:注入同步模式
#define ADC_Mode_RegSimult ((uint32_t)0x00060000) 0110:規則同步模式
#define ADC_Mode_FastInterl ((uint32_t)0x00070000) 0111:快速交替模式
#define ADC_Mode_SlowInterl ((uint32_t)0x00080000) 1000:慢速交替模式
#define ADC_Mode_AlterTrig ((uint32_t)0x00090000) 1001:交替觸發模式
*/
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;
/* ADC_ScanConvMode在stm32f10x_adc.h中定義如下:
FunctionalState ADC_ScanConvMode;
這個參數用來指定轉換是掃描(多通道模式)還是單個轉換(單通道模式),該參數可以被設置為DISABLE或者ENABLE。
在數據手冊中,SCAN位是這樣描述的:掃描模式
該位由軟件設置和清除,用于開啟或關閉掃描模式。在掃描模式中,由ADC_SQRx或ADC_JSQRx寄存器選中的通道被轉換。
0:關閉掃描模式
1:使用掃描模式
注:如果分別設置了EOCIE或JEOCIE位,只在最后一個通道轉換完畢才會產生EOC或JEOC中斷。
這樣,如果一次需要對多個通道進行轉換,這位就必須設置為ENABLE。
*/
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
/* FunctionalState ADC_ContinuousConvMode;
這個參數用來指定轉換是連續進行還是單次進行,它可以設置為ENABLE或者DISABLE。
這兩個參數中出現了FunctionalState數據類型,那么它是什么呢,順滕摸瓜,可以看到它的的定義如下:
typedef enum {DISABLE = 0, ENABLE = !DISABLE} FunctionalState;
因此,它相當于是一個位變量,我的理解,DISPABLE=0這個沒有問題,ENABLE=!DISABLE是否應該確切的是1??否則下面的設置就會有問題。
用這兩個符號來對寄存器中的位進行設置的話,還需要提供位置信息,如下面的代碼所示:
tmpreg1 |= (uint32_t)(ADC_InitStruct-》ADC_DataAlign | ADC_InitStruct-》ADC_ExternalTrigConv |
?。ǎ╱int32_t)ADC_InitStruct-》ADC_ContinuousConvMode 《《 1));
這個《《1就是位置信息,CONT是CON2寄存器的位1
這樣,我們看STM32的庫又能多看懂一點了。
用于設定CON2的CONT位(位1):是否連續轉換
該位由軟件設置和清除。如果設置了此位,則轉換將連續進行直到該位被清除。
0:單次轉換模式 1:連續轉換模式
*/
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
/* uint32_t ADC_ExternalTrigConv;
定義如何來觸發AD轉換,一共有8個可選項,以下給出兩個來解釋一下:
#define ADC_ExternalTrigConv_T1_CC3 ((uint32_t)0x00040000)
將0x00040000寫成二進制,就是:
0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000 0000
對照下面的說明,不難看出,第19:17位是 010,即定時器1的CC3事件觸發。
#define ADC_ExternalTrigConv_None ((uint32_t)0x000E0000)
將0x000E0000寫成二進制,就是:
0000 0000 0000 1110 0000 0000 0000 0000
對照下面的說明,是SWSTART方式,即用軟件標志來啟動轉換。
關于EXTSEL[2:0]的說明:
位19:17 EXTSEL[2:0]:選擇啟動規則通道組轉換的外部事件
這些位選擇用于啟動規則通道組轉換的外部事件
ADC1和ADC2的觸發配置如下
000:定時器1的CC1事件 100:定時器3的TRGO事件
001:定時器1的CC2事件 101:定時器4的CC4事件
010:定時器1的CC3事件 110:EXTI線11/ TIM8_TRGO,
僅大容量產品具有TIM8_TRGO功能
011:定時器2的CC2事件 111:SWSTART
ADC3的觸發配置如下
000:定時器3的CC1事件 100:定時器8的TRGO事件
001:定時器2的CC3事件 101:定時器5的CC1事件
010:定時器1的CC3事件 110:定時器5的CC3事件
011:定時器8的CC1事件 111:SWSTART
*/
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
/*
這個是用來設定數據對齊模式的,有兩種可能:
#define ADC_DataAlign_Right ((uint32_t)0x00000000)
#define ADC_DataAlign_Left ((uint32_t)0x00000800)
找到數據手冊上的相關說明:
位11:ALIGN:數據對齊
該位由軟件設置和清除。
0:右對齊 1:左對齊
*/
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
/* ADC_NbrOfChannel的定義如下:
uint8_t ADC_NbrOfChannel;
指定有多少個通道會被轉換,它的值可以是1~16,這個數據將會影響到寄存器ADC_SQR1,下面是stm32f10x_adc.c中的相關代碼:
。。.。。.
tmpreg2 |= (uint8_t) (ADC_InitStruct-》ADC_NbrOfChannel - (uint8_t)1);
tmpreg1 |= (uint32_t)tmpreg2 《《 20;
ADCx-》SQR1 = tmpreg1;
看到mpreg1 |= (uint32_t)tmpreg2 《《 20;中的:20,用上面我們剛理解到的原則,這個值的低位將在ADC_SQR1的20位,而它的值是1~16,從代碼中可以看到這里又減去1,則其設置值為:0~15,即4bit就夠了,那么從20往前數,也就是[23:20],那么SQR1中這幾位的用途是什么呢?順這條線索我們去找SQR1中的23:20位,看它是怎么用的。
位23:20 L[3:0]:規則通道序列長度
這些位定義了在規則通道轉
0000:1個轉換
0001:2個轉換
……
1111:16個轉換
也就是設置一次進行幾個通道的轉換,看來我們的理解完全正確。
*/
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
//通過前面一系列的設置,可以執行ADC_Init函數了。
/* ADC1 規則通道15(Channel15)配置(規則通道見文章開頭)*/
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_15, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
/* 這個函數一共有4個參數,第一個是指定轉換器,根據所采用的器件的不同,可以是ADC1,ADC2,ADC3;第二個參數是指定通道號;第三個參數是指定該通道在轉換序列中第幾個開始轉換,第四個參數是指定轉換時間
第一、二個參數不難理解,這里就不再多說了,看一看第三個參數。
先看一看這個函數的內容,它在stm32f10x_adc.c中,這是STM庫提供的一個函數:
void ADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef* ADCx, uint8_t ADC_Channel, uint8_t Rank, uint8_t ADC_SampleTime)
{ 。。.。。.前面的不寫了
/* For Rank 1 to 6 */
if (Rank 《 7) //這個Rand就是第三個參數
{
/* Get the old register value */
tmpreg1 = ADCx-》SQR3;
/* Calculate the mask to clear */
tmpreg2 = SQR3_SQ_Set 《《 (5 * (Rank - 1));
SQR3的值如下:
//#define SQR3_SQ_Set ((uint32_t)0x0000001F)
之所以用5去乘,看下圖中的表格:ADC_SQ3中SQ1~SQ6每個都是占5位。
這下理解了:如果這個Rank是1,那么tmpreg2這個變量第[4:0]這5位將會是11111(即SQR3_SQ_Set的初始值:0x0000001f),如果Rank是2,那么tmpreg2這個變量的第[9:5]將會是11111,即tmpreg2將等于:0x00001f00,依此類推。
/* Clear the old SQx bits for the selected rank */
tmpreg1 &= ~tmpreg2;
/* tmpreg2取反再與,即清掉tmpreg1中相應的5位*/
tmpreg2 = (uint32_t)ADC_Channel 《《 (5 * (Rank - 1));
/*這次tmpreg2取的是通道值了,然后同相根據Rank的值左移5、10或更多位 */
tmpreg1 |= tmpreg2;
/* Store the new register value */
ADCx-》SQR3 = tmpreg1;
}
*/
?
第四個參數是采樣時間設定,代碼如下:
tmpreg2 = (uint32_t)ADC_SampleTime 《《 (3 * ADC_Channel);
/* 設定新的采樣時間,這里為什么用3,理由和上面的5一樣,看下圖。*/
tmpreg1 |= tmpreg2;
/* Store the new register value */
ADCx-》SMPR2 = tmpreg1;
/* Enable ADC1 DMA */
ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);
/* Enable ADC1 */
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
至此一次ADC轉換配置完畢。很麻煩。。.。。.也許功能強大的副產品就是麻煩吧,沒有辦法。
二、使用內置溫度傳感器測量溫度
學習使用ADC多通道轉換方式,驗證溫度測量的準確性,為以后的工程實踐打好基礎。
(1) ADC的單次與連續轉換
ADC轉換可以在一次轉換后停止,然后再次觸發后進行下一次轉換;也可以是持續不斷地轉換下去。這個是通過設定ADC_CR2的CONT位來確定。
而在ST提供的庫里面,是這樣來設定的:
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
(2) ADC的掃描模式
ADC的掃描模式是用來掃描一組選定的通道的,它們將會被依次轉換。這個在上一份筆記中已說明過。
那么連續轉換和掃描轉換之間又是什么關系呢?字面上理解,似乎它們都是持續不斷地轉換啊。
答案是:連續轉換的層次比掃描更高,它管著掃描呢。也就是說,對連續轉換來說,它所謂的“一次轉換”可并不是指的一個通道的轉換結束,而是指的“一組”轉換結束,當然,這個“一組”有可能只有一個通道而已。再說得明確一些:當ADC掃描一次結束以后,如果CONT位是“1”(設定為連續轉換方式),那么將繼續下一輪的轉換。
(3) EOC什么時候產生?
我的理解應該是每個通道(Channel)轉換結束時都會發生。但這里有些問題(見下圖):
上面的說明中:該位由硬件在(規則或注入)通道組換結束時設置…其中有個“組”字,字面的理解似乎應該是指一次轉換組的所有通道都結束后才置1?但如果是這樣,那么又如何進行數據的傳遞呢?要知道,對于ADC1來說,它的多個通道只有一個用于數據何存的寄存器:ADC1-》DR啊。
而這個問題在其他兩個地方也沒有說得清楚(見下圖):
我們前面討論了說連續轉換是針對一組轉換而言的,所以這里所謂的:每個轉換后EOC標志被設置,究竟是一組轉換結束后呢還是一個通道結束后呢?不明確。
而在掃描模式是這么說的(見下圖):
這里僅說到:如果設置了DMA位,在每次EOC后…,而并沒有說到什么時候會有EOC產生?是所有掃描結束還是每個通道轉換結束?
而關于SCAN位又有這樣的說明(見下圖):
注意最后的注:如果分別設置了EOCIE或JEOCIE位,只在最后一個通道轉換完畢才會產生EOC或者JEOC中斷。
對這一行話的理解同樣會有歧義:究竟是只在最后一個通道轉換完畢才產生EOC或者JEOC呢,還是每個通道轉換時都產生EOC或者JEOC,但是僅在最后一個通道轉換完畢時的EOC/JEOC才會引發中斷?
手冊上說得清楚,手冊不保證正確,有問題可以找英文原版……可憐我,如果漢語語法也搞不清楚,那么英語語法豈非更頭大?看來非得進修個英文六級再來學啦。
還好,我們還能做實驗驗證。經驗證,我認為應該是每次通道轉換時都有EOC產生,并且這個EOC可以觸發DMA事件。但是畢意自己驗證的不能保證一定理解正確,所以啰啰嘍嘍寫了這么多。
?。?)為了要使用內置的溫度傳感器,得要先打開溫度傳感器(同時也打開了內部REF測量通道),數據手冊上說是設置ADC-》CR2中的TSRVEFF位。這個位當然可以寫個代碼自行設置,不過我們現在是用庫編程,那就遵守紀律,找到相應的庫函數吧。
打開stm32f10x_adc.c,用盡一切手段找,在這里(見下圖):
根據上次的解讀,我們已知FunctionalState相當于是一個“位”變量,它只能取Enable和Disable兩個值之一。
所以,main.c中加入這樣一行:
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); //開啟溫度傳感器及Vref通道
?。?)選定待轉換組中的通道,并設定轉換順序,轉換時間
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);
/* 設置ADC1的Channel15通道在轉換序列中第 2 個進行轉換,轉換時間設定為239.5個周期
*/
這一段中的第一個參數是指定由ADC1轉換器轉換,因為溫度傳感器接在這個轉換器的第16通道上,第二個參數顯然就是選定第16通道了,而第三個參數2是說這個通道第二個轉換;第四個參數是設定采樣時間。
說到采樣時間,又要多說幾句了。
ADC1轉換器的時鐘是ADCCLK,這個時鐘是由APB2時鐘經過分頻器而得到的,由于代碼中沒有對預分頻器進行設置,所以用默認值2分頻,所以ADCCLK的時鐘是36M。
對于溫度傳感器的使用,數據手冊中這么樣寫(見下圖):
看第2條,即要求采樣時間大于2.2us,那么我們只能取最大的采樣周期239.5了。因為再低一檔的就是71.5個周期,這是無法滿足要求的。
但是說到這里,又出來問題了,就在緊挨著這段話的上面有這么一段(見下圖):
也就是它要求采樣時間是17.1us,這這豈不是明顯不相符?
先標志于此,稍后查資料或做實驗來驗證。
?。?)設置DMA通道,將轉換得到的數據保存到SRAM中去。
vu16 ADCConvertedValue[2]; //定義一個2個字的數組,用來保存數據
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&ADCConvertedValue[0];
//設定SRAM中的起始地址
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 2; //2個字節
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
//使用內存地址自增模式
……
其他的不多寫了。這樣,2個通道的測試數據分別被保存到ADCConvertedValue[0]和ADCConvertedValue[1]中去了,只要讀出這兩個單元中的值,就可以分別得到PC5(ADC_Channel15)上外接電位器的分壓值和內部溫度傳感器的值了。
(7)第17通道Refint
在片內有一個片內基準,連接到ADC1的Channel17上,開始我以為,可以利用這個通道來做校準工作,但是看一看數據手冊,我知道沒戲了。
居然從1.16變到了1.24V。
而我實測的結果更令我嘆息,開空調吹一下板子,實測的數值是1470,其時溫度大概是在25度左右,空調一停,幾度的變化,結果變成了1475,再試,我拿著板子對著空調出風口一陣吹,數值變到了1465.(其時溫度值為從1700變到1753)雖然基準電壓值的變化遠沒有溫度值變化大,可…。一個是基準,一個是傳感器啊。看來,非得用外部基準不可了。我的板子上VREF并沒有用基準源,是通過一個簡單的濾波電路接到VCC上的,這個基本上還算穩定,說明那個低壓差穩壓集成電路AMS1117的溫度特性還是不錯的。
最后,報告一下測試結果
(1) 室溫下讀到的溫度傳感器的輸出為1700。
要將其轉換成溫度,還要找張表:(見下圖)
由于該表都是用電壓來表示的,所以要將1700轉換成電壓值。
?。?686/4096)*3.3=1.3583
那么溫度就是:
T=(1.43-1.3583)/4.3*1000)+25
=14.03+25
=39度
(2)拿電吹風來,一陣吹,讀數變為1550
電壓值:(1550/4096)*3.3=1.2488V
再次計算:
T=(1.42-1.2488)/4.3*1000+25
=42.1+25
=67.1度
?。?)開空調吹,讀數變為1730,這個就不計算了,但是可以肯定數值變化趨勢是對的了。
從第一個39這個值來看,測溫的大體范圍是對的,因為我在室內,估計當時的溫度可能會有33~34度左右,這個39差了很多,原因:(1)V25和Avg_Slope都是取的中間值,這個未必對;(2)測量值和電壓沒有精確對照測量,估計誤差也比較大。(3)是否與采樣時間有關系?這個還要驗證。
因此,如果某個應用中只是單獨測溫的話,這兩點都要注意,要在生產后有個修正的表格,否則誤差會比較大。
三、外部引腳中斷使用
這里描述的僅僅只是諸多可能性中的一種,并不表示以下內容全部正確,因為Contex的中斷和8位單片機的相比,真的是太復雜了。
我想要實現的功能
PD0,PD1,PD2作為輸入管腳,使用它們的下降沿觸發,分別令PD8,PD9,PD10管腳上的電平取反。
實現的過程
?。?)管腳配置:這個不復雜,分別把PD0…PD2配置成Float Input,將PD8…PD10配置成推挽輸出即可,這里不再寫出源代碼。
?。?)外部中斷線配置:
這里需要說明,在STM32內部有19條外部中斷線,但是它們并不完全確定連接到哪些位置。其中EXTI0線可以和以下這些引腳連接:
其他的就不一一列舉了,16條線分別可能和一組I/O中的16條引線連接在一起。這是通過EXTIO[3:0]這組寄存器來設置的。那么用STM32的庫編程的話,庫函數是什么,在什么位置呢?(以 3.1.2庫為例)
設置管腳與中斷線連接的函數不在stm 32f10x_exti.c中,而是在stm 32f10x_gpio.c中。
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
{……
}
參數是兩個字節型變量,分別指定端口,及端口中指定的管腳,這些當然也是有預定義的。這些預定義在stm 32f10x_gpio.h頭文件中。
下面給出的例子:
/*把PORTD 0,1,2三條引腳與EXT0,1,2分別相連*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource0) ;
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource1) ;
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource2) ;
看了例子,如果要配置其他的管腳,應該可以依葫蘆畫瓢了。
這樣19條外中斷線就清楚了。
(3)對EXTI各引線如何中斷進行設置
這些先直接給出代碼:
void Exti_Config(void)
{ EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2;
//哪些線將被配置
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
//中斷模式還是事件模式
/*typedef enum
{
EXTI_Mode_Interrupt = 0x00,
EXTI_Mode_Event = 0x04
}EXTIMode_TypeDef;
*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿觸發
/*typedef enum
{
EXTI_Trigger_Rising = 0x08,
EXTI_Trigger_Falling = 0x 0C,
EXTI_Trigger_Rising_Falling = 0x10
}EXTITrigger_TypeDef;
可見,可選的模式有3種:上升沿觸發、下降沿觸發、上升沿和下降沿均觸發
*/
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中斷線使能
如果沒有這行,那么設置就無法進行了,看一看XTI_Init的代碼:
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)
{
……
if (EXTI_InitStruct-》EXTI_LineCmd != DISABLE)
{……各種設置都在下面的代碼中進行,而執行到的條件是上面那行程序;
}
*/
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //初始化中斷
/*結構中該填寫的內容都填寫了,執行初始化程序*/
EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2);
/*
而EXTI_Line0、EXTI_Line1、EXTI_Line2的定義則在stm 32f10x_exti.h中
#define EXTI_Line0 ((uint32_t)0x00001) /*!《 External interrupt line 0 */
#define EXTI_Line1 ((uint32_t)0x00002) /*!《 External interrupt line 1 */
#define EXTI_Line2 ((uint32_t)0x00004) /*!《 External interrupt line 2 */
*/
所以綜合起來,這么寫就是允許這三條線中斷
}
?。?)還要對NVIC寄存器進行配置
void NVIC_Configuration(void)
{ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
#ifdef VECT_TAB_RAM
/* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else /* VECT_TAB_FLASH */
/* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
/*上面的程序代碼來自于ST的例子程序,下面是我自己寫的,我不知是不是會讓人笑掉大牙,但以我自己的理解能力,我暫時還就只能寫出這樣的代碼來,這其中尤其對優先級和次優先級的設定,非常的沒有把握
*/
/*允許EXTI0中斷 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //中斷通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//優先級設定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //次優先級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中斷使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中斷
////允許EXTI1中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //中斷通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//優先級設定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //次優先級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中斷使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中斷
////允許EXTI2中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //中斷通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//優先級設定
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //次優先級
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中斷使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中斷
}
此外,這里要提醒一點:
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //中斷通道
這其中的:EXTI2_IRQn是新版本的庫中所使用的符號,在2.0版本(也許還有其他版本)中,是這么樣來寫的:
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel;
至此,配置工作完成。
(5)我的中斷程序在哪里?
隨便找個st的例子程序,打開stm 32f10x_it.c可以看到里面已先寫好了一些中斷處理程序,如:
如果是51單片機的話,會有個關鍵字:interrupt 后加個數字來說明究竟是哪一級中斷,這樣,中斷函數的名字可以隨便起。可是,這里看來,這些函數就像是普通的函數,并沒有什么特別的,那么我們要增加的3個中斷處理函數起什么名字呢?這回用到的工具是:Fined in File,就是下面的對話框:
以SysTick_Handler為關鍵字在文件中搜一下,找到線索了,原來在這里:
那么我們在stm 32f10x_it.c中寫上:
void EXTI0_IRQHandler(void)
//這個就是處理外中斷線0(目前連到PD0上)中斷的代碼的
{ /* Clear EXTI0 bit */
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //0.17US
GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_8, (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_8))); //0.5US
}
余者不多言,相差無幾。
至此,該解決的問題都已解決,下面就運行一下,看一看效果了。
進行軟件仿真,打開Peripherals-》External Interrupt,可見下面的圖:
單步執行到所有設置代碼完成,可以看到變成這樣:
這里的變化,對照著數據手冊上的變化,可以一一解讀,并不困難,這里就不再說明了。
接下來的軟件仿真和硬件測試都能夠達到當初的設計目標,但程序是否最優,是否存在著不合理之處,很不好說,因為STM32的中斷實在是夠復雜的。這個留著后面繼續學習的螺旋式上升中提高吧!
四、數據的保存與毀滅-BKP功能
通過STM32庫自帶的例子來做,就是這個:
通過研究,大體明白了BKP的功能,簡述如下:
1. BKP可以用來保存數據
BKP中包括了42個16位的寄存器,共可保存84字節的內容,它們由VBAT的供電來維掛。
2. BKP內保存的數據可以被毀滅(如果有人希望惡意得到這些數據的話,令其丟失比保護數據更重要)。STM32提供了一種稱之為TAMPER的機制來完成。中文譯為“侵入檢測”,這需要占用一個外部引腳(PC13)。
3. 如果不用侵入檢測功能,那么這個外部引腳可以用作RTC校準功能,這個稍后再研究。
4. 當有系統復位/電源復位/待機模式下被喚醒這三種情況時,BKP中的值不會丟失或被復位。
先回來研究一下STM32的復位機制。以下是數據手冊的相關部分。
6.1 復位
STM 32F10xxx支持三種復位形式,分別為系統復位、上電復位和備份區域復位。
6.1.1 系統復位
系統復位將復位除時鐘控制寄存器CSR中的復位標志和備份區域中的寄存器以外的所有寄存器
當以下事件中的一件發生時,產生一個系統復位:
1.NRST管腳上的低電平(外部復位)
例如:按下板子上的RESET按鈕就產生一個外部復位(屬于系統復位)
2.窗口看門狗計數終止(WWDG復位)
3.獨立看門狗計數終止(IWDG復位)
4.軟件復位(SW復位)
5.低功耗管理復位
可通過查看RCC_CSR控制狀態寄存器中的復位狀態標志位識別復位事件來源
以下是RCC_CSR的內容:
調試時不太容易區分,以下是某次調試中截到的RCC_CSR數據。
6.1.2 電源復位
當以下事件中之一發生時,產生電源復位:
1. 上電/掉電復位(POR/PDR復位)
2. 從待機模式中返回
電源復位將復位除了備份區域外的所有寄存器。(見圖3)
圖中復位源將最終作用于RESET管腳,并在復位過程中保持低電平。復位入口矢量被固定在地址0x0000_0004。更多細節,參閱表36。
檢測可以是否上電/掉電復位可以用以下的函數:
RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST)
其中RCC_FLAG_PORRST也可以被替代成以下的一些符號,以檢測不同的內容:
**************************************************************************
5. 如果必須要人為地令備份域復位(所有數據都被清零),那么有兩種方法:
a) 軟件復位(操作RCC_BDCR中的BDRST位產生。);以下是RCC_BDCR中相關的內容:
6.3.9 備份域控制寄存器 (RCC_BDCR)
b) VDD和VBAT均掉電,那么在VDD或都VBAT上電時將引發備分域復位(這是為了保護數據的完整性?)
6. 數據寄存器究竟是哪些呢?
那么在STM32提供的庫里又是如何來用這些寄存器的呢?我們找一找,在stm 32f10x_bkp.c中,代碼如下:
/**
* @brief Writes user data to the specified Data Backup Register.
* @param BKP_DR: specifies the Data Backup Register.
* This parameter can be BKP_DRx where x:[1, 42]
* @param Data: data to write
* @retval None
*/
void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data)
{
__IO uint32_t tmp = 0;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_BKP_DR(BKP_DR));
tmp = (uint32_t)BKP_BASE;
tmp += BKP_DR;
*(__IO uint32_t *) tmp = Data;
}
即只需要提供兩個參數,第一個是BKP地址,第二個是數據,兩個都是16位的數據。第二個參數沒有問題,第一個參數如何提供呢?看例子中的代碼:
/**
* @brief Writes data Backup DRx registers.
* @param FirstBackupData: data to be written to Backup data registers.
* @retval None
*/
void WriteToBackupReg(uint16_t FirstBackupData)
{
uint32_t index = 0;
for (index = 0; index 《 BKP_DR_NUMBER; index++)
{
BKP_WriteBackupRegister(BKPDataReg[index], FirstBackupData + (index * 0x 5A));
}
}
從上面的代碼可以看到,第一個參數是用
BKPDataReg[index]
來提供的,這個又是什么東西呢?再找:
uint16_t BKPDataReg[BKP_DR_NUMBER] =
{
BKP_DR1, BKP_DR2, BKP_DR3, BKP_DR4, BKP_DR5, BKP_DR6, BKP_DR7, BKP_DR8,
BKP_DR9, BKP_DR10, BKP_DR11, BKP_DR12, BKP_DR13, BKP_DR14, BKP_DR15, BKP_DR16,
BKP_DR17, BKP_DR18, BKP_DR19, BKP_DR20, BKP_DR21, BKP_DR22, BKP_DR23, BKP_DR24,
BKP_DR25, BKP_DR26, BKP_DR27, BKP_DR28, BKP_DR29, BKP_DR30, BKP_DR31, BKP_DR32,
BKP_DR33, BKP_DR34, BKP_DR35, BKP_DR36, BKP_DR37, BKP_DR38, BKP_DR39, BKP_DR40,
BKP_DR41, BKP_DR42
};
原來最終還是用BKP_DR**這樣的格式來用的,其中的**代表的序號。即 5.4.1中的x。
7.復位后,對備份寄存器和RTC的訪問被禁止,并且備份域被保護以防止可能存在的意外的寫操作。執行以下操作可以使能對備份寄存器和RTC的訪問。
● 通過設置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位來打開電源和后備接口的時鐘
以下是相關代碼:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE);
這個沒有什么可說的,關于打開時鐘,前面已多次涉及到。
● 電源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位來使能對后備寄存器和RTC的訪問。
以下是相關代碼:
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
代碼本身相當簡潔,不過我們還是再深入一點點。
這個PWR_BackupAccessCmd代碼如下:(在stm 32f10x_pwr.c文件中)
/**
* @brief Enables or disables access to the RTC and backup registers.
* @param NewState: new state of the access to the RTC and backup registers.
* This parameter can be: ENABLE or DISABLE.
* @retval None
*/
void PWR_BackupAccessCmd(FunctionalState NewState)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
*(__IO uint32_t *) CR_DBP_BB = (uint32_t)NewState;
}
而CR_DBP_BB在這里(stm 32f10x_pwr.c文件中):
/* Alias word address of DBP bit */
#define CR_OFFSET (PWR_OFFSET + 0x00)
#define DBP_BitNumber 0x08
#define CR_DBP_BB (PERIPH_BB_BASE + (CR_OFFSET * 32) + (DBP_BitNumber * 4))
8.一番探索,暫告一段落。由于我的板子與EVAL板略有不同,4個發光管分別接GPIOD的8,9,10和11引腳,所以在程序中做了如下改動(stm3210e_eval.h文件中):
#define LEDn 4
#define LED1_GPIO_PORT GPIOD
#define LED1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD
#define LED1_GPIO_PIN GPIO_Pin_8
#define LED2_GPIO_PORT GPIOD
#define LED2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD
#define LED2_GPIO_PIN GPIO_Pin_9
#define LED3_GPIO_PORT GPIOD
#define LED3_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD
#define LED3_GPIO_PIN GPIO_Pin_10
#define LED4_GPIO_PORT GPIOD
#define LED4_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD
#define LED4_GPIO_PIN GPIO_Pin_11
然后在板子上將JP6插到VBAT端,并且為板子上現成的電池座中裝入一塊電池。
執行程序,結果是LED4亮(程序運行)LED1和LED3燈點亮,其含義如下:
(1. LD3 on / LD1 on: a Power On Reset occurred and the values in the BKP data registers are correct)。
按下復位按鈕后,LD1,LD2,LED3均滅,其含義如下:
?。?. LD3 off / LD1 off / LD2 off: no Power On Reset occurred)
?
——下次將繼續討論學習STM32之RTC實踐,敬請關注。
?
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