看過來！STM32知識大梳理~
STM32是一種功能比較強大的32位微控制器，廣泛應用於各種嵌入式裝置中，由於它的普及性及豐富的資源，受到廣大嵌入式開發者的喜歡，但要想學好用好STM32也並非易事，畢竟，相比8位、16位產品，STM32要複雜得多。
第一STM32的時鐘
眾所周知STM32有5個時鐘源HSI、HSE、LSI、LSE、PLL，其實它只有四個，因為從下圖中可以看到PLL都是由HSI或HSE提供的。
其中，高速時鐘(HSE和HSI)提供給晶片主體的主時鐘.低速時鐘(LSE和LSI)只是提供給晶片中的RTC(實時時鐘)及獨立看門狗使用，圖中可以看出高速時鐘也可以提供給RTC。內部時鐘是在晶片內部RC振盪器產生的，起振較快，所以時鐘在晶片剛上電的時候，預設使用內部高速時鐘。而外部時鐘訊號是由外部的晶振輸入的，在精度和穩定性上都有很大優勢，所以上電之後我們再通過軟體配置，轉而採用外部時鐘訊號.
高速外部時鐘(HSE)：以外部晶振作時鐘源，晶振頻率可取範圍為4~16MHz，我們一般採用8MHz的晶振。
高速內部時鐘(HSI)： 由內部RC振盪器產生，頻率為8MHz，但不穩定。
低速外部時鐘(LSE)：以外部晶振作時鐘源，主要提供給實時時鐘模組，所以一般採用32.768KHz。
低速內部時鐘(LSI)：由內部RC振盪器產生，也主要提供給實時時鐘模組，頻率大約為40KHz。
OSC_OUT和OSC_IN開始，這兩個引腳分別接到外部晶振8MHz,第一個分頻器PLLXTPRE，遇到開關PLLSRC(PLL entry clock source)，我們可以選擇其輸出，輸出為外部高速時鐘(HSE)或是內部高速時鐘(HSI)。這裡選擇輸出為HSE，接著遇到鎖相環PLL，具有倍頻作用，在這裡我們可以輸入倍頻因子PLLMUL，要是想超頻，就得在這個暫存器上做手腳啦。經過PLL的時鐘稱為PLLCLK。
倍頻因子我們設定為9倍頻，也就是說，經過PLL之後，我們的時鐘從原來8MHz的 HSE變為72MHz的PLLCLK。緊接著又遇到了一個開關SW，經過這個開關之後就是STM32的系統時鐘(SYSCLK)了。通過這個開關，可以切換SYSCLK的時鐘源，可以選擇為HSI、PLLCLK、HSE。我們選擇為PLLCLK時鐘，所以SYSCLK就為72MHz了。PLLCLK在輸入到SW前，還流向了USB預分頻器，這個分頻器輸出為USB外設的時鐘(USBCLK)。
回到SYSCLK，SYSCLK經過AHB預分頻器，分頻後再輸入到其它外設。如輸出到稱為HCLK、FCLK的時鐘，還直接輸出到SDIO外設的SDIOCLK時鐘、儲存器控制器FSMC的FSMCCLK時鐘，和作為APB1、APB2的預分頻器的輸入端。GPIO外設是掛載在APB2總線上的， APB2的時鐘是APB2預分頻器的輸出，而APB2預分頻器的時鐘來源是AHB預分頻器。因此，把APB2預分頻器設定為不分頻，那麼我們就可以得到GPIO外設的時鐘也等於HCLK，為72MHz了。
SYSCLK：系統時鐘，STM32大部分器件的時鐘來源。主要由AHB預分頻器分配到各個部件。
HCLK:由AHB預分頻器直接輸出得到，它是高速匯流排AHB的時鐘訊號，提供給儲存器，DMA及cortex核心，是cortex核心執行的時鐘，cpu主頻就是這個訊號，它的大小與STM32運算速度，資料存取速度密切相關。
FCLK：同樣由AHB預分頻器輸出得到，是核心的“自由執行時鐘”。“自由”表現在它不來自時鐘 HCLK，因此在HCLK時鐘停止時 FCLK 也繼續執行。它的存在，可以保證在處理器休眠時，也能夠取樣和到中斷和跟蹤休眠事件 ，它與HCLK互相同步。
PCLK1：外設時鐘，由APB1預分頻器輸出得到，最大頻率為36MHz，提供給掛載在APB1總線上的外設，APB1總線上的外設如下：
RCC_APB1Periph_TIM2 TIM2時鐘
RCC_APB1Periph_TIM3 TIM3時鐘
RCC_APB1Periph_TIM4 TIM4時鐘
RCC_APB1Periph_WWDG WWDG時鐘
RCC_APB1Periph_SPI2 SPI2時鐘
RCC_APB1Periph_USART2 USART2時鐘
RCC_APB1Periph_USART3 USART3時鐘
RCC_APB1Periph_I2C1 I2C1時鐘
RCC_APB1Periph_I2C2 I2C2時鐘
RCC_APB1Periph_USB USB時鐘
RCC_APB1Periph_CAN CAN時鐘
RCC_APB1Periph_BKP BKP時鐘
RCC_APB1Periph_PWR PWR時鐘
RCC_APB1Periph_ALL 全部APB1外設時鐘
PCLK2：外設時鐘，由APB2預分頻器輸出得到，最大頻率可為72MHz，提供給掛載在APB2總線上的外設，APB2總線上的外設如下：
RCC_APB2Periph_AFIO 功能複用IO時鐘
RCC_APB2Periph_GPIOA GPIOA時鐘
RCC_APB2Periph_GPIOB GPIOB時鐘
RCC_APB2Periph_GPIOC GPIOC時鐘
RCC_APB2Periph_GPIOD GPIOD時鐘
RCC_APB2Periph_GPIOE GPIOE時鐘
RCC_APB2Periph_ADC1 ADC1時鐘
RCC_APB2Periph_ADC2 ADC2時鐘
RCC_APB2Periph_TIM1 TIM1時鐘
RCC_APB2Periph_SPI1 SPI1時鐘
RCC_APB2Periph_USART1 USART1時鐘
RCC_APB2Periph_ALL 全部APB2外設時鐘
第二STM32的幾種輸入模式
STM32有4種輸入模式：
1）模擬輸入 GPIO_AIN：用於AD轉換
2）浮空輸入 GPIO_IN_FLOATING：引腳處於浮空模式，電平狀態是不確定的。外部訊號輸入什麼，IO口就是什麼狀態。
3）上拉輸入 GPIO_IPU：防止IO口出現不確定的狀態，比如，當IO口懸空時，就會通過內部的上拉電阻將該點鉗位在高電平。
4）下拉輸入 GPIO_IPD：功能與上拉電阻類似，防止IO口出現不確定的狀態，比如，當IO口懸空時，就會通過內部的下拉電阻將該點鉗位在低電平。
STM32中空的I/O管腳是高電平還是低電平取決於具體情況。
1、IO埠復位後處於浮空狀態，也就是其電平狀態由外圍電路決定。
2、STM32上電覆位瞬間I/O口的電平狀態預設是浮空輸入，因此是高阻。做到低功耗。
3、STM32的IO管腳配置口預設為浮空輸入，把選擇權留給使用者，這是一個很大的優勢：一方面浮空輸入確保不會出現使用者不希望的預設電平(此時電平取決於使用者的外圍電路);另一方面降低了功耗，因為不管是上拉還是下拉都會有電流消耗。從另一個角度來看，不管I/O管腳的預設配置如何，還是需要在輸出的管腳外加上拉或下拉，這是為了保證晶片上電期間和復位時輸出的管腳始終處於已知的電平。
4、在沒有任何操作的情況下，STM32通用推輓輸出模式的引腳預設低電平，也就是有電的狀態。所以在配置的時候通常會先把引腳的電平設定拉高，讓電路不產生電流。有電到沒電這一過程也就是引腳電平從低到高的過程。
5、STM32的I/O管腳有兩種：TTL和CMOS，所有管腳都相容TTL和CMOS電平。也就是說從輸入識別電壓上看，所有管腳不管是TTL管腳還是CMOS管腳都可以識別TTL或CMOS電平。
第三STM32的中斷系統
在STM32中，中斷數量大大增加，而且中斷的設定也更加複雜。
1 基本概念
ARM Coetex-M3核心共支援256箇中斷，其中16個內部中斷，240個外部中斷和可程式設計的256級中斷優先順序的設定。STM32目前支援的中斷共84個（16個內部+68個外部），還有16級可程式設計的中斷優先順序的設定，僅使用中斷優先順序設定8bit中的高4位。
STM32可支援68箇中斷通道，已經固定分配給相應的外部裝置，每個中斷通道都具備自己的中斷優先順序控制位元組PRI_n(8位，但是STM32中只使用4位，高4位有效)，每4個通道的8位中斷優先順序控制字構成一個32位的優先順序暫存器。68個通道的優先順序控制字至少構成17個32位的優先順序暫存器。
4bit的中斷優先順序可以分成2組，從高位看，前面定義的是搶佔式優先順序，後面是響應優先順序。按照這種分組，4bit一共可以分成5組
第0組：所有4bit用於指定響應優先順序；
第1組：最高1位用於指定搶佔式優先順序，後面3位用於指定響應優先順序；
第2組：最高2位用於指定搶佔式優先順序，後面2位用於指定響應優先順序；
第3組：最高3位用於指定搶佔式優先順序，後面1位用於指定響應優先順序；
第4組：所有4位用於指定搶佔式優先順序。
所謂搶佔式優先順序和響應優先順序，他們之間的關係是：具有高搶佔式優先順序的中斷可以在具有低搶佔式優先順序的中斷處理過程中被響應，即中斷巢狀。
當兩個中斷源的搶佔式優先順序相同時，這兩個中斷將沒有巢狀關係，當一箇中斷到來後，如果正在處理另一箇中斷，這個後到來的中斷就要等到前一箇中斷處理完之後才能被處理。如果這兩個中斷同時到達，則中斷控制器根據他們的響應優先順序高低來決定先處理哪一個；如果他們的搶佔式優先順序和響應優先順序都相等，則根據他們在中斷表中的排位順序決定先處理哪一個。每一箇中斷源都必須定義2個優先順序。
有幾點需要注意的是：
1）如果指定的搶佔式優先級別或響應優先級別超出了選定的優先順序分組所限定的範圍，將可能得到意想不到的結果；
2）搶佔式優先級別相同的中斷源之間沒有巢狀關係；
3）如果某個中斷源被指定為某個搶佔式優先級別，又沒有其它中斷源處於同一個搶佔式優先級別，則可以為這個中斷源指定任意有效的響應優先級別。
2 GPIO外部中斷
STM32中，每一個GPIO都可以觸發一個外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個單位的，同組間的外部中斷同一時間只能使用一個。比如說，PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0這些為1組，如果我們使用PA0作為外部中斷源，那麼別的就不能夠再使用了，在此情況下，我們只能使用類似於PB1，PC2這種末端序號不同的外部中斷源。每一組使用一箇中斷標誌EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個外部中斷有著自己的單獨的中斷響應函式，EXTI5-9共用一箇中斷響應函式，EXTI10-15共用一箇中斷響應函式。
對於中斷的控制，STM32有一個專用的管理機構：NVIC。對於NVIC的詳細解釋，可以參考《ARM Cortex-M3權威指南》，Joseph Yiu著，宋巖譯，北京航空航天大學出版社出版，第8章NVIC與中斷控制。中斷的使能，掛起，優先順序，活動等等部都是NVIC在管理的。因為我學習STM32重點在於如何開發程式，所以內部的一些東西，在此我就不詳細說明了，有感興趣的可以參看上面提到的那本數。
第四STM32外部中斷使用例項
其實上面那些基本概念和知識只是對STM32的中斷系統有一個大概的認識，用程式說話將會更能夠加深如何使用中斷。使用外部中斷的基本步驟如下：
1. 設定相應的時鐘；
2. 設定相應的中斷；
3. IO口初始化；
4. 把相應的IO口設定為中斷線路（要在設定外部中斷之前）並初始化；
5. 在選擇的中斷通道的響應函式中中斷函式。
由於我用的奮鬥開發板沒有引出相應的晶片引腳，所以只能用按鍵來觸發相應的中斷。根據原理圖，K1/K2/K3連線的是PC5/PC2/PC3，因此我將用EXTI5/EXTI2/EXTI3三個外部中斷。PB5/PD6/PD3分別連線了三個LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應的LED燈將會被點亮。
1. 設定相應的時鐘
首先需要開啟GPIOB、GPIOC和GPIOE（因為按鍵另外一端連線的是PE口）。然後由於是要用於觸發中斷，所以還需要開啟GPIO複用的時鐘。相應的函式在GPIO的學習筆記中有了詳細瞭解釋。詳細程式碼如下：
void RCC_cfg()
{
//開啟PE PD PC PB埠時鐘，並且打開復用時鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE| RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}
設定相應的時鐘所需要的RCC函式在stm32f10x_rcc.c中，所以要在工程中新增此檔案。
2. 設定相應的中斷
設定相應的中斷實際上就是設定NVIC，在STM32的韌體庫中有一個結構體NVIC_InitTypeDef，裡面有相應的標誌位設定，然後再用NVIC_Init()函式進行初始化。詳細程式碼如下：
void NVIC_cfg()
{
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
//選擇中斷分組2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel= EXTI2_IRQChannel;
//選擇中斷通道2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority= 0;
//搶佔式中斷優先順序設定為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= 0;
//響應式中斷優先順序設定為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
//使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQChannel;
//選擇中斷通道3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority= 1;
//搶佔式中斷優先順序設定為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= 1;
//響應式中斷優先順序設定為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
//使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel= EXTI9_5_IRQChannel;
//選擇中斷通道5
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority= 2;
//搶佔式中斷優先順序設定為2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= 2;
//響應式中斷優先順序設定為2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
//使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
由於有3箇中斷，因此根據前文所述，需要有3個bit來指定搶佔優先順序，所以選擇第2組。又由於EXTI5-9共用一箇中斷響應函式，所以EXTI5選擇的中斷通道是EXTI9_5_IRQChannel，詳細資訊可以在標頭檔案中查詢得到。用到的NVIC相關的庫函式在stm32f10x_nivc.c中，需要將此檔案複製並新增到工程中。具體位置可以檢視關於GPIO的筆記。這段程式碼編譯起來沒有任何問題，但是在連結的時候就會報錯，需要把STM32F10xR.LIB加入工程中，具體位置在…KeilARMRV31LIBSTSTM32F10xR.LIB。
3. IO口初始化
void IO_cfg()
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2; //選擇引腳2
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2); //將PE.2引腳設定為低電平輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_5; //選擇引腳2 3 5
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN_FLOATING; //選擇輸入模式為浮空輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure); //設定PC.2/PC.3/PC.5
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_3 |GPIO_Pin_6; //選擇引腳3 6
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5; //選擇引腳5
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
其中連線外部中斷的引腳需要設定為輸入狀態，而連線LED的引腳需要設定為輸出狀態，初始化PE.2是為了使得按鍵的另外一端輸出低電平。GPIO中的函式在stm32f10x_gpio.c中。
4. 把相應的IO口設定為中斷線路
由於GPIO並不是專用的中斷引腳，因此在用GPIO來觸發外部中斷的時候需要設定將GPIO相應的引腳和中斷線連線起來，具體程式碼如下：
void EXTI_cfg()
{
EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;
//清空中斷標誌
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
//選擇中斷管腳PC.2 PC.3 PC.5
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource2);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource3);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource5);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line= EXTI_Line2 | EXTI_Line3 | EXTI_Line5;
//選擇中斷線路2 3 5
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode= EXTI_Mode_Interrupt;
//設定為中斷請求，非事件請求
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger= EXTI_Trigger_Rising_Falling;
//設定中斷觸發方式為上下降沿觸發
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; //外部中斷使能
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}
EXTI_cfg中需要呼叫到的函式都在stm32f10x_exti.c。
5. 寫中斷響應函式
STM32不像C51微控制器那樣，可以用過interrupt關鍵字來定義中斷響應函式，STM32的中斷響應函式介面存在中斷向量表中，是由啟動程式碼給出的。預設的中斷響應函式在stm32f10x_it.c中。因此我們需要把這個檔案加入到工程中來。
在這個檔案中，我們發現，很多函式都是隻有一個函式名，並沒有函式體。我們找到EXTI2_IRQHandler()這個函式，這就是EXTI2中斷響應的函式。我的目標是將LED燈點亮，所以函式體其實很簡單：
voidEXTI2_IRQHandler(void)
{
//點亮LED燈
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_6);
//清空中斷標誌位，防止持續進入中斷
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
}
voidEXTI3_IRQHandler(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_3);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
}
voidEXTI9_5_IRQHandler(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
}
由於EXTI5-9是共用一箇中斷響應函式，因此所有的EXTI5 – EXTI9的響應函式都寫在這個裡面。
6. 寫主函式
#include"stm32f10x_lib.h"
void RCC_cfg();
void IO_cfg();
void EXTI_cfg();
void NVIC_cfg();
int main()
{
RCC_cfg();
IO_cfg();
NVIC_cfg();
EXTI_cfg();
while(1);
}
main函式前是函式宣告，main函式函式體中都是呼叫初始化配置函式，然後進入死迴圈，等待中斷響應。
轉自21iC
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