【MCU实战经验】STM32F407 Discovery开发实例心得分享

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仙人掌发布时间：2014-4-19 11:11

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   本人一直以来都在接触STM32方面的软硬件开发工作，最初的是做基于STM32F1的汽车电子相关的软件研发工作，有用到F1的一些基本功能，例如USART串口通信，IIC存储EEPROM芯片，SPI读写FLASH等等，内核的SYSTICK，NVIC，中断，强大的定时器功能也总是用到，尤其是CAN总线，其稳定的工作机制和强大的纠错，适应能力，最适合汽车电子等工作环境不稳定的场合。最开始的这些研发工作使我对STM32情有独钟，其强大的外设资源，能满足绝大部分的应用需求，丰富的系列产品，能满足预算和功能的协调统一。
   有了一些基础之后，我在网上看到了STM32F4 Discovery的出现，高达168MHz的主频，1M的片内FLASH和192K的SRAM，内置RNG和FPU等等，并且包含了F1系列的几乎所有功能，尤其支持USB OTG，强化了音视频解码，能做出更多的功能和有意思的探索。接下来就STM32F4 Discovery官方开发板，本人自己研究的一些过程经验和体会，分享给大家，限于本人能力有限，仅代表个人观点，还请大家多多指教。
首先，对于开发方式，本人采用“MDK4.72 + 寄存器”进行开发，首先，此版本的MDK（keil）有在线纠错功能，让你能时刻看到自己写的语句是否有问题，虽然有时候的软件提示有少许BUG，但是瑕不掩瑜，还是很不错的功能，其次，新版本的MDK支持的芯片更多，可以方便你移植代码到其他平台上去。再就是用寄存器方式开发，这个纯属个人兴趣，我的方法是：比如我要写某个功能，我会先看官方或者网上一些高手写的库函数的代码，慢慢去分析他们的思路，和一些初始化或者配置的过程，最后总结出一个规律或者套路，再去看芯片的手册，找到相关寄存器，分析用到的每个位的作用，写出寄存器配置的代码，这个过程虽然枯燥无味，却能真正然你理解其中含义，非常清晰的看到一步步配置的过程，不会在云里雾里，所以我采用寄存器方式开发。这个适合时间充裕，想真正了解和学习内核的人。当然，萝卜白菜各有所爱。相关寄存器配置资料：
STM32F4_DISCOVERY -- 官方开发板的说明手册，外设介绍等等
RM0090 Reference Manual  --  寄存器手册，也是寄存器方式开发重点要看的
STM32F407数据手册       -- 主芯片STM32F407VGT6的手册，主要看管脚对应功能，外设配置简介等
Cortex-M4 Devices Generic User Guide  --  Cortex-M4内核手册，包含NVIC,SYSTICK等等内核的详细说明
还可以去ST官网下载3.5的库函数，以及STM32F4 Discovery板的例程，经常看一看，借鉴学习下，非常有好处。
F4系列和F1系列的寄存器有少许差别，大家使用时可参考F1的相关例程，对照修改即可。

以下发表一些自己研究过程中的心得体会：若有错误，还请指正（以下代码均对应官方的STM32F4 Discovery板子，部分代码仅贴出最关键部分）
一，IO
最开始莫过于控制IO口的电平高低了，从这里开始，F4的寄存器就不同于F1，例如初始化LED的代码：
//PD12:绿灯,PD13:橙灯,PD14:红灯,PD15:蓝灯
void LED_Init(void)
{
RCC->AHB1ENR |= 1OTYPER &= 0xFFFF0FFF;//设置PD12,13,14,15推挽输出
  GPIOD->OSPEEDR &= 0x00FFFFFF;//PD12,13,14,15速度100M
  GPIOD->OSPEEDR |= 0xFF000000;
  SYSCFG->CMPCR = 0x00000001;//当GPIO速度超过50M的时候，使用IO补偿单元
  GPIOD->

UPDR &= 0x00FFFFFF;//PD12,13,14,15无上拉无下拉
GPIOD->BSRRH = 0xF000;//配置完成后使所有等保持熄灭状态
}
配置过程：
1，开启GPIOD时钟 2，配置IO为通用输出模式 3，配置IO为推挽输出 4，配置IO输出速度 5，配置上下拉模式（其中，使用IO补偿单元不是必须，只是官方历程中写到，实测不加此句也可以） 2，相关寄存器为：GPIOD->MODER GPIOD->OTYPER GPIOD->OSPEEDR GPIOD->

UPDR
二，USART
USART串口也是调试过程中，或者以后产品运行时与上位机软件通信的手段之一，十分重要，可以官方的开发板只有micro USB接到了USB OTG，虽说也可以配置通信，但是太复杂了，本人还没调通，暂时用把排针引线接到其他板子的USB转串口的芯片，再连接到电脑。
注意：一开始我连接到的是USART1，也就是PA9,PA10，但是怎么也调试不通，一直在串口调试软件中显示乱码，一开始以为是波特率有问题，可是怎么也调不成功。后来我看官方开发板的原理图，才发现PA9,PA10已经连接到了板载的一个芯片上，可能是做USB设备的驱动芯片吧。所以我换成了USART3，对应发送接收引脚PD8,PD9,检查无冲突之后，仅更改引脚，使用之前的相同配置，调试通过。代码如下：
USART初始化部分：
//初始化串口3
//USART1,6 84MHz  USART2,3,4,5 42MHz
//波特率不通过参数传入，直接通过计算得到，并写入USART_BRR
void MYUSART_Init(void)
{
      //使能PORTD和USART3时钟
      RCC->AHB1ENR |= 1OTYPER &= ~(1PUPDR |= 0x00040000;  //PD9 上拉
      //复位USART3
      RCC->APB1RSTR |= 1CFGR = 0x00000000;
  /* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */
  RCC->CR &= (uint32_t)0xFEF6FFFF;
  /* Reset PLLCFGR register */
  RCC->

LLCFGR = 0x24003010;
  /* Reset HSEBYP bit */
  RCC->CR &= (uint32_t)0xFFFBFFFF;
  /* Disable all interrupts */
  RCC->CIR = 0x00000000;
}

//STM32F4时钟配置
//关键是粗体部分的参数配置，此四个参数决定了配置后的MCU的主频，进而决定了整个系统的时基
//配置完成后系统主频为168MHz，注意，板载是8MHz晶振，所以要在MDK的设置里写为8
//还需要在文件stm32f4xx.h中第92行中把25000000改为8000000
/* PLL_VCO = (HSE_VALUE or HSI_VALUE / PLL_M) * PLL_N */
#define PLL_M    8
#define PLL_N    336
/* SYSCLK = PLL_VCO / PLL_P */
#define PLL_P    2
/* USB OTG FS, SDIO and RNG Clock =  PLL_VCO / PLLQ */
#define PLL_Q    7
void F4_Clock_Init(void)
{
      /* PLL (clocked by HSE) used as System clock source */
__IO uint32_t StartUpCounter = 0, HSEStatus = 0;

      F4_Clock_DeInit();

      /* Enable HSE */
  RCC->CR |= ((uint32_t)RCC_CR_HSEON);

      /* Wait till HSE is ready and if Time out is reached exit */
  do
  {
HSEStatus = RCC->CR & RCC_CR_HSERDY;
StartUpCounter++;
  } while((HSEStatus == 0) && (StartUpCounter != HSE_STARTUP_TIMEOUT));

      if ((RCC->CR & RCC_CR_HSERDY) != RESET)
  {
HSEStatus = (uint32_t)0x01;
  }
  else
  {
HSEStatus = (uint32_t)0x00;
  }

  if (HSEStatus == (uint32_t)0x01)
  {
/* Enable high performance mode, System frequency up to 168 MHz */
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN;
PWR->CR |= PWR_CR_PMODE;

/* HCLK = SYSCLK / 1*/
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_HPRE_DIV1;

/* PCLK2 = HCLK / 2*/
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE2_DIV2;

/* PCLK1 = HCLK / 4*/
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_PPRE1_DIV4;

/* Configure the main PLL */
<strong> RCC->

LLCFGR = PLL_M | (PLL_N > 1) -1) CR & RCC_CR_PLLRDY) == 0)
{
}

               /* Configure Flash prefetch, Instruction cache, Data cache and wait state */
FLASH->ACR = FLASH_ACR_ICEN |FLASH_ACR_DCEN |FLASH_ACR_LATENCY_5WS;

/* Select the main PLL as system clock source */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_SW));
RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL;

/* Wait till the main PLL is used as system clock source */
while ((RCC->CFGR & (uint32_t)RCC_CFGR_SWS ) != RCC_CFGR_SWS_PLL);
{
}
  }
      else
  { /* If HSE fails to start-up, the application will have wrong clock
      configuration. User can add here some code to deal with this error */
  }

说明：以上是初始化的关键部分，SYSTICK频率默认为系统时钟的8分频，配置好了时钟，自然就可以轻松设置SYSTICK了。
四，定时器 PWM 输出
STM32的定时器很复杂功能也很多，此处仅说说TIM4作为PWM输出时的配置，效果是控制LED产生呼吸灯的效果。                               此处仅配置TIM4-CH4的输出，其余几路输出同理：
//PD15 BLUE TIM4-CH4
u16 TIM4_CCR4_Val = 0;
u16 PrescalerValue = 0;//预分频器值
u16 pwm_tempvalue=1;
//TIM4-CH4 PWM输出初始化
//必须对PD15的IO口进行重新配置
void TIM4_CH4_PWM_Init(u16 arr)
{
      //TIM4时钟使能
      RCC->APB1ENR |= 1OSPEEDR |= 0xC0000000;
      //当速度超过50MHz时使用IO补偿单元
      SYSCFG->CMPCR = 0x00000001;
      //PD15上拉,PUPDR15[1:0]即31,30位  01

ull-up
GPIOD->

UPDR |= 0x40000000;
      //配置第二功能寄存器(必须开启),PD15对应GPIOD->AFRH
      //31,30,29,28位 AF2:0010
      GPIOD->AFR[1] |= 0x20000000;7 w/ o5 O" b+ `% C: s' ^- u

      //计算预分频器值
      PrescalerValue = (u16)((SystemCoreClock/2)/28000000)-1;
      //设置计数器自动重装载值
      TIM4->ARR = arr;
      //设置预分频器分频值
      TIM4->SC = PrescalerValue;
      //时基配置:Bits 9:8 00:t(DTS)=t(CK_INT)
      //TIM4->CR1 &= 0xFCFF;
      //计数模式配置:Bits 6:5 00
      //TIM4->CR1 &= 0xFF9F;
      //配置TIM4的CH4为WM1模式输出
      //配置TIM4_CCMR2的OC4M(位14,13,12)为:110
      TIM4->CCMR2 |= 6CCR4的值来该表占空比，从而控制LED的亮度
      TIM4->CCR4 = TIM4_CCR4_Val;
}

主函数中：
TIM4_CH4_PWM_Init(800);//TIM4 CH4 PWM输出初始化
循环里调用TIM4_CH4_PWM_OutPut();  即可

说明：1，粗体部分是重点 2，IO要配置成第二功能模式    3，延时控制了呼吸灯的节奏，占空比控制了LED亮和灭的范围，这个可以自己多次设置后调试体会。

五，RNG 随机数生成器
这个是STM32F4比较有意思的一个功能，可以硬件产生一个随机数，更加方便易用，配置也相对简单：
void RNG_Init(void)//随机数寄存器初始化
{
  RCC->AHB2ENR |= 1CR |= 0x00000004;
  RNG->SR &= 0xFFFFFFFE;
  RNG->SR |= 0x00000001;
}

int RNG_Generate(int y)//生成随机数
{
  int x;
  x=(RNG->DR) % y;
  return x;
}
说明：开启相应时钟，简单的配置几个寄存器，然后再main中初始化：RNG_Init()就OK了，若要在其他外设文件中使用随机数，包含头文件rng.h，然后定义变量接收函数RNG_Generate(int y)的值即可，简单易用。
------------END
对于STM32F429，我还是很期待的，比较自带了LCD，还有SDRAM，更多的应用可以被做出来，更流畅的跑系统和需要大内存的应用了，本想自己画个板子，接LCD，然后插在STM32F407 Discovery板子上的，可是硬件设计又是个难题，万一设计错误就无法使用了，所以STM32F429是个不错的选择，官方的开发板，外设丰富很超值。
以上是本人研究的一些东西，给大家分享，本人也是菜鸟，希望大家多指导，共同进步

！

赞收藏 2 评论4 发布时间：2014-4-19 11:11

4个回答

仙人掌回答时间：2014-4-24 21:25:40

RE:【MCU实战经验】STM32F407 Discovery开发实例心得分享

最近在研究F4的ADC功能，发现跟F1的寄存器不同，比如：
1，选择触发方式为软件触发时，F1的寄存器有对应设置的位，但是F4中我没有找到，也不清楚到底有没有？
2，ADC校准，在F4的寄存器手册中找不到对应的寄存器的位，不校准，岂不是精度很差？
以上两个问题，请教下大家！希望有人能发表相关意见和经验！

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