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3 [5 ?3 m+ |# T$ B 基于库函数的开发模式,与基于API(Application Programming Interface)的软件开发有着异曲同工之处,程序员通过调用 API 函数对应用程序进行开发,而又无需访问源码,或理解内部工作机制的细节,可以减轻编程任务。STM32的基于函数库的开发模式也是一样的道理,因此对于有单片机开发经验的工程师来说,学习STM32,很容易就可以上手。虽然可以不考虑库函数内部的细节,不考虑如何实现硬件寄存器的配置,但是深入了解库函数对于提高编程能力是很有好处的,下面以系统滴答时钟为例,详解其工作流程。 滴答时钟是STM32内部的一个24位定时器,其操作相对简单,配置寄存器较少。大体的工作流程是这样的,定时器首先要有时钟源,时钟源配置好之后,设置定时时间,然后定时器启动,当定时时间到时,置位标志位,重载定时器初值,系统可采用查询标志位和中断两种工作方式做出相应的响应,下面来看看程序如何实现延时功能。 //初始化配置函数 Void Delay_Init() { RCC_ClocksTypeDef RCC_ClocksStatus; RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClocksStatus);//获取时钟频率 SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//时钟源配置为系统主时钟频率/8 SysTick_ITConfig(DISABLE);//不使能中断,采用查询方式 delay_fac_us = RCC_ClocksStatus.HCLK_Frequency / 8000000;// 1us的定时初值 } //实现延时Nus的延时功能 void Delay_us(u32 Nus) { SysTick_SetReload(delay_fac_us * Nus);//载入初值 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);//计数器清零 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);//计数器开始计数 do { Status = SysTick_GetFlagStatus(SysTick_FLAG_COUNT); }while (Status != SET);//不断查询标志位,当载入初值与计数器相等时,标志位置位。 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);//关闭计数器 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);//清零计数器 } //实现闪灯 Delay_Init(); While(1) { LED1(ON); Delay_us(500000);//延时500ms LED1(OFF); } 下面来看看库函数如何实现相应的寄存器配置。 void SysTick_ITConfig(FunctionalState NewState) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState)); if (NewState != DISABLE) { SysTick->CTRL |= CTRL_TICKINT_Set; } else { SysTick->CTRL &= CTRL_TICKINT_Reset; } } 这个函数的作用是配置寄存器开启/关闭中断,FunctionalState是自定义的数据类型,是一个枚举类型,typedef enum {DISABLE = 0, ENABLE = !DISABLE} FunctionalState; 枚举类型是一种基本数据类型而不是构造类型,它用于声明一组命名的常数,将变量的值一一列出来,变量的值只限于列举出来的值的范围内,因此当一个变量有几种可能的取值时,可以将它定义为枚举类型。 assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState)); 这句话的作用是判断参数NewState的值是否正确,如果发现参数出错,它会调用函数assert_failed()向程序员报告错误。 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line) { while (1) { } SysTick->CTRL |= CTRL_TICKINT_Set;这句话就是用来配置寄存器的语句, SysTick是系统定义的一个结构体如下,SysTick->CTRL即为滴答时钟的控制寄存器。 $ c1 X7 i1 ~1 C E |
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{
__IO uint32_t CTRL; /*!< Offset: 0x000 (R/W) SysTick Control and Status Register */
__IO uint32_t LOAD; /*!< Offset: 0x004 (R/W) SysTick Reload Value Register */4 L! X: x+ o8 T4 [8 `; a- v
5 K# N; L o' n% R% z
__IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x008 (R/W) SysTick Current Value Register */
; Y% Z2 F/ o- X& w0 T5 N [
__I uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x00C (R/ ) SysTick Calibration Register */
2 i, j, l' `, Z6 {' Z# v
} SysTick_Type; //声明一个SysTick_Type型的结构体。
2 m+ g0 R/ L1 _5 Z0 J/ Q, B
#define SysTick ((SysTick_Type *) SysTick_BASE ) /*!< SysTick configuration struct */, b- d' F/ P9 @3 T k3 T u( ~
' e7 {3 o# N' ]) J% p. x$ S6 @( E& ]
#define SysTick_BASE (SCS_BASE + 0x0010UL) /*!< SysTick Base Address */
#define SCS_BASE (0xE000E000UL) /*!< System Control Space Base Address */% Z9 W1 a5 O; Z# L- \7 J
, W+ Q) h3 Y, C% h. s# _
定义一个SysTick_Type类型的结构体实例SysTick,而从根本上来说这是一个地址,就是STM32芯片内部分配给滴答时钟的实际地址0xE000E000UL+0x0010UL。# T* t) r' ~' r# p+ s$ s, n/ F
' `+ m6 ^4 t# A& ?; r( k
CTRL_TICKINT_Set是一个宏定义,定义如下
/* CTRL TICKINT Mask */
#define CTRL_TICKINT_Set ((u32)0x00000002)( B) j; [+ H+ p, i2 Z+ [; h
#define CTRL_TICKINT_Reset ((u32)0xFFFFFFFD)7 d/ c* J) q' z# S8 l+ Z& }
至此,SysTick->CTRL |= CTRL_TICKINT_Set;这句话的意义已经很清晰了,就是给地址0xE000E000+0x0010 +0x000赋一个0x00000002的值,对应滴答时钟的CTRL寄存器的第2位置1。即为开启中断的意思。. L% U% |0 B) c% Y. E7 N
上面讲的是用查询的方式,下面再说下中断触发。只需调用下面这个函数即可完成中断的设置。2 I7 y# J4 j+ r& b0 a7 L
SysTick_Config(uint32_t ticks);具体实现如下:) ?/ a& u" |: b2 H3 m3 `
+ j) ]* ]6 Y- ]/ t/ T; g
__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
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{# } ?! W! F. d/ w! N, B
, i4 F4 b1 Z- L
if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1);
7 B Z) c; o, |& M" E
SysTick->LOAD = ticks - 1;. I3 h8 @" c+ Q6 L2 W9 M* R! w
# N; D1 H0 A1 F( |+ Q' R! Y2 k8 L
NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);: n" Z# H% m1 r2 Y
5 [0 O' k0 y+ s$ X, |1 m0 U
SysTick->VAL = 0;, w9 H# p& D) O v; B ^3 a6 _9 B; X; R
SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |SysTick_CTRL_TICKINT_Msk |SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;- k5 I8 d& ?- s/ i# `
return (0);$ ?2 I2 F! c3 O4 ?6 F7 {' o
}& e M3 T; {7 w. u* {- Q
% K6 {& [1 h/ ?- u! ~
函数的参数为ticks,是要装入寄存器SysTick->LOAD的计数值,如果系统时钟为72M,把ticks赋值为SystemFrequency/10000,表示计数到720个时钟周期产生一次中断,而一个时钟周期的时间为(1/72)us,所以720x(1/72)=10us,也就实现了定时10us的功能。' l! s9 O l5 r9 w8 d8 `+ v" m/ @
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NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);为SysTick中断设置优先级。将寄存器SysTick->VAL的值清0。然后使能中断,使能SysTick定时器,时钟源选择为AHB时钟。当定时时间到时,进入中断函数
void SysTick_Handler(void), _) b2 x2 ~* e9 n. P
{3 G! Z; ? ]4 ^: B5 s( o+ e! V
; R1 U# D, X) f) o
//具体函数实现由用户编写。5 Y% I) [+ n6 _, F& y
. `- ^& V }/ P
}; v- @8 S- T& }& u( y$ L" ?
通过对这样一个简单定时器的操作,我们可以初步了解到STM32库函数的使用方法
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