stm32的GPIO寄存器操作以及GPIO外部中断，串口中断

news2024/11/26 21:48:44

一、学习参考资料
       

        （1）正点原子的寄存器源码。

        （2）STM32F103最小系统板开发指南-寄存器版本_V1.1（正点）

        （3）STM32F103最小系统板开发指南-库函数版本_V1.1（正点）

        （4）Cortex-M3权威指南(中文)

        （5）STM32中文参考手册_V10

        （6）stm32cubemx可视化时钟树配置

        （7）其他博主文章

       本文主要以stm32f1系列单片机为研究对象，从寄存器层面对时钟树的配置、中断优先级的配置进行阐述。
        本文主要介绍GPIO口的寄存器配置，以及GPIO的外部中断的配置。        

 二、普通GPIO模式的配置

2.1、GPIO的基本知识点

      

        由图可以所有普通GPIO口的外设都挂载在APB2总线上，GPIO的普通模式配置是比较简单的。

        （1）使能APB2上对应GPIO的外设时钟。

        （2）对应GPIO的寄存器设置其模式，并且设置高低电平。

输入模式：

  1. 浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING）

浮空即逻辑器件既不接高电平也不接低电平，电压处于确定的情况，多用于外部按键ADC输入，减少上下拉电阻对结果的影响。

        2.上拉输入(GPIO_Mode_IPU)

上拉就是把点位拉高，比如拉到Vcc。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平。电阻同时起到限流的作用。弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。

        3.下拉输入(GPIO_Mode_IPD)

就是把电压拉低，拉到GND。与上拉原理相似。

        4.模拟输入(GPIO_Mode_AIN)

模拟输入是指传统方式的输入，数字输入是输入PCM数字信号，即0、1的二进制数字信号，通过数模转换，转换成模拟信号，经前级放大进入功率放大器，功率放大器还是模拟的。

输出模式：

  1. 开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD)

输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般20mA以内）。开漏形式的电路有以下几个特点：

利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ，MOSFET到GND，IC内部仅需很小的栅极驱动电流。

一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 ，阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。)

OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。

可以将多个开漏输出的Pin连接到一条线上，通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。

        2.开漏复用功能(GPIO_Mode_AF_OD)

可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）。端口必须配置成复用功能输出模式（推挽或开漏）。

        3.推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP)

可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三级管分别受到互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。

推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形方法任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小，效率高。输出即可以向负载灌电流。推拉式输出级即提高电路的负载能力，又提高开关速度。

        4.推挽复用功能(GPIO_Mode_AF_PP)

可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（并非作为通用IO口使用）。

        GPIO与外设连接时的配置模式：STM32中文手册110页（外设的GPIO配置），配置不同的功能的时候可以参考。

2.2、普通GPIO模式的配置

            使能APB2上对应的GPIO的时钟。

        设置对应的GPIO模式。

        下面是GPIO的普通模式的配置代码（正点）：

//初始化PB5和PE5为输出口.并使能这两个口的时钟		    
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{
	RCC->APB2ENR|=1<<3;    //使能PORTB时钟	   	 
	RCC->APB2ENR|=1<<6;    //使能PORTE时钟	
	   	 
	GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF; 
	GPIOB->CRL|=0X00300000;//PB.5 推挽输出   	 
  GPIOB->ODR|=1<<5;      //PB.5 输出高
											  
	GPIOE->CRL&=0XFF0FFFFF;
	GPIOE->CRL|=0X00300000;//PE.5推挽输出
	GPIOE->ODR|=1<<5;      //PE.5输出高 
}

 三、GPIO的外部中断模式

3.1、GPIO外部中断的基础知识

        STM32 的每个 IO 都可以作为外部中断 的中断输入口，这点也是 STM32 的强大之处。STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/ 事件请求。每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。

        STM32F103 的 19 个外部中断为：

                                线 0~15 ：对应外部 IO 口的输入中断。
                                线 16 ：连接到 PVD 输出。
                                线 17 ：连接到 RTC 闹钟事件。
                                线 18 ：连接到 USB 唤醒事件。
        GPIO外部中断的配置的基本流程如下所示：
        （1） 辅助功能 IO 时钟使能。
        （2）设置GPIO映射到对应的外部中断EXTI。
        （3）开启line BITx上的中断。
        （4）外部中断的触发方式的选择（上升沿或者下降沿）。

3.2、GPIO外部中断的寄存器配置

（1）辅助功能IO时钟使能。
        
        注意，辅助功能IO时钟的使能是在APB2ENR使能寄存器的首位。其他外设的辅助功能IO时钟使能是在AFIO寄存器中。
（2） 设置GPIO映射到对应的外部中断EXTI。
        这里就了到了上面讲的，将外部中断划分成16组的形式，对应16个引脚。
 
        
（3）开启line BITx上的中断。
        中断的配置寄存器中和时间配置寄存器是在一起的，这里说明一下中断寄存器和事件寄存器之间的区别。
         事件机制提供了一个完全有硬件自动完成的触发到产生结果的通道，不要软件的参与，降低了CPU的负荷，节省了中断资源，提高了响应速度(硬件总快于软件)，是利用硬件来提升CPU芯片处理事件能力的一个有效方法。

（4）外部中断的触发方式的选择（上升沿或者下降沿）。

3.3、GPIO的中断配置代码

        下面是正点的GPIO中断配置代码：

        其中外部中断的映射寄存器是四个bit位对应设置，这里函数入口只会给对那个引脚进行设置，这时候设置对应位时，就需要进行处理一下。

        如上图所示，通过需要配置的引脚数PIN_NUM计算出来需要对那组寄存器进行配置（例如需要配置pin_5这个寄存器，5/4=1,所以需要配饰EXI5[3:0]）,并且需要计算出来配置的寄存器的起始偏移地址位置（例如需要配置pin_5这个寄存器，（5%4）*4=4，所以配置寄存器位就是AFIO_EXTICR2的第五位，即数组下表为4）。

//外部中断配置函数
//只针对GPIOA~G;不包括PVD,RTC和USB唤醒这三个
//参数:
//GPIOx:0~6,代表GPIOA~G
//BITx:需要使能的位;
//TRIM:触发模式,1,下升沿;2,上降沿;3，任意电平触发
//该函数一次只能配置1个IO口,多个IO口,需多次调用
//该函数会自动开启对应中断,以及屏蔽线   	    
void Ex_NVIC_Config(u8 GPIOx,u8 BITx,u8 TRIM) 
{
	u8 EXTADDR;
	u8 EXTOFFSET;
	EXTADDR=BITx/4;          //得到中断寄存器组的编号
	EXTOFFSET=(BITx%4)*4;       //获得中断寄存器组的首偏移地址
	RCC->APB2ENR|=0x01;         //使能io复用时钟			 
	AFIO->EXTICR[EXTADDR]&=~(0x000F<<EXTOFFSET);   //清除原来设置！！！
	AFIO->EXTICR[EXTADDR]|=GPIOx<<EXTOFFSET;       //EXTI.BITx映射到GPIOx.BITx 
	//自动设置
	EXTI->IMR|=1<<BITx;     //  开启line BITx上的中断
	//EXTI->EMR|=1<<BITx;   //不屏蔽line BITx上的事件 (如果不屏蔽这句,在硬件上是可以的,但是在软件仿真的时候无法进入中断!)
 	if(TRIM&0x01)EXTI->FTSR|=1<<BITx;    //line BITx上事件下降沿触发
	if(TRIM&0x02)EXTI->RTSR|=1<<BITx;    //line BITx上事件上升降沿触发
}

        下面是AFIO结构体寄存器的封装代码：

typedef struct
{
  __IO uint32_t IMR;
  __IO uint32_t EMR;
  __IO uint32_t RTSR;
  __IO uint32_t FTSR;
  __IO uint32_t SWIER;
  __IO uint32_t PR;
} EXTI_TypeDef;
#define EXTI                ((EXTI_TypeDef *) EXTI_BASE)

  四、串口配置

4.1串口的基础知识

        串口的主要配置参数有：波特率、数据位、奇偶校验位、停止位、数据流控制。

数据流控制（介绍）：
        通过串口传输数据时，由于计算机之间处理速度或其他因素的影响，会造成丢失数据的现象。例如，台式机与单片机之间的通信，接收端数据缓冲区已满的情况下，继续收到数据，新发送来的数据就会由于无法处理造成丢失。数据流控制用于解决这个问题。通过控制发送数据的速度，确保数据不会出现丢失。

        数据流控制可以分为软件流控制（Xon/Xoff）和硬件流控制，如图6.17所示，也可以选择不使用数据流控制。软件流控制使用特殊的字符作为启动或停止的标志。而硬件流控制通过使用硬件信号（CTR/RTS）来实现。使用硬件流控制时，在接收端准备好接收数据后，设定CTS为1，否则CTS为0。同样，如果发送端准备好要发送数据，则设定RTS为1；如果还未准备好，设置CTS为0。

         下面是usart配置的一些知识：    

● 总线在发送或接收前应处于空闲状态
● 一个起始位
● 一个数据字 (8 或 9 位 ) ，最低有效位在前
● 0.5 ， 1.5 ， 2 个的停止位，由此表明数据帧的结束
● 使用分数波特率发生器 —— 12 位整数和 4 位小数的表示方法。
● 一个状态寄存器 (USART_SR)
● 数据寄存器 (USART_DR)
● 一个波特率寄存器 (USART_BRR) ， 12 位的整数和 4 位小数
● 一个智能卡模式下的保护时间寄存器 (USART_GTPR)

可配置的停止位
随每个字符发送的停止位的位数可以通过控制寄存器 2 的位 13 、 12 进行编程。
        1. 1个停止位：停止位位数的默认值。
        2. 2个停止位：可用于常规 USART 模式、单线模式以及调制解调器模式。
        3. 0.5个停止位：在智能卡模式下接收数据时使用。
        4. 1.5个停止位：在智能卡模式下发送和接收数据时使用。
空闲帧包括了停止位。

单字节通信
        清零TXE 位总是通过对数据寄存器的写操作来完成的。 TXE 位由硬件来设置，它表明：
        ● 数据已经从TDR 移送到移位寄存器，数据发送已经开始
        ● TDR 寄存器被清空
        ● 下一个数据可以被写进USART_DR 寄存器而不会覆盖先前的数据
        如果TXEIE 位被设置，此标志将产生一个中断。

下面是串口的波特率的设置：

        CPU的时钟频率越低，则某一特定波特率的误差也越低

        根据上面的公式，知道波特率和PCLK1时钟就可以计算出来串口设置对应波特率时候，寄存器位USARTDIV的值应设置为多少。不同的串口挂载的的总线位置是不一样的，所以计算的时候fclk的值是不一样的。串口有挂载在PCLK1或者PCLK2上的。

        下面是DMA的收和发的配置的形式：

        下面是硬件控制流的知识点。

        

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1070565.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

【重拾C语言】七、指针（一）指针与变量、指针操作、指向指针的指针

【重拾C语言】七、指针（一）指针与变量、指针操作、指向指针的指针

目录 前言 七、指针 7.1 指针与变量 7.1.1 指针类型和指针变量 7.1.2 指针所指变量 7.1.3 空指针、无效指针 7.2 指针操作 7.2.1 指针的算术运算 7.2.2 指针的比较 7.2.3 指针的递增和递减 7.3 指向指针的指针 前言 指针是C语言中一个重要的概念正确灵活运用指针 可…
阅读更多...
单元测试该怎么写

单元测试该怎么写

单元测试对于开发人员来说很熟悉&#xff0c;各种语言都提供了单元测试的框架&#xff0c;用于自动化执行单元测试并生成测试报告。它通常提供了一组API和工具&#xff0c;使开发人员能够编写和运行测试用例&#xff0c;比较预期行为和实际行为之间的差异&#xff0c;并准确地识…
阅读更多...
Android Studio新建项目缓慢解决方案

Android Studio新建项目缓慢解决方案

关于Android Studio2022新建项目时下载依赖慢的解决方案 起因解决方案gradle下载慢解决方案kotlin依赖下载慢解决方案 结尾 起因 新建Android Studio项目时&#xff0c;常会因为网络问题导致部分依赖下载缓慢&#xff0c;其中gradle和kotlin最拖慢进度。 解决方案 gradle下载…
阅读更多...
Spring源码解析——IOC属性填充

Spring源码解析——IOC属性填充

正文 doCreateBean() 主要用于完成 bean 的创建和初始化工作&#xff0c;我们可以将其分为四个过程&#xff1a; 最全面的Java面试网站 createBeanInstance() 实例化 beanpopulateBean() 属性填充循环依赖的处理initializeBean() 初始化 bean 第一个过程实例化 bean在前面一篇…
阅读更多...
四位十进制数字频率计VHDL，仿真视频、代码

四位十进制数字频率计VHDL，仿真视频、代码

名称&#xff1a;四位十进制数字频率计VHDL&#xff0c;quartus仿真 软件&#xff1a;Quartus 语言&#xff1a;VHDL 代码功能&#xff1a; 使用直接测频法测量信号频率&#xff0c;测频范围为1~9999Hz&#xff0c;具有超量程报警功能 演示视频&#xff1a;四位十进制数字频…
阅读更多...
5分钟理解什么是卷积的特征提取

5分钟理解什么是卷积的特征提取

大家好啊&#xff0c;我是董董灿。 卷积算法之所以重要&#xff0c;关键在于其提取特征的能力。 5分钟入门卷积算法中提到&#xff0c;卷积模仿的就是人眼识图的过程&#xff0c;以“感受野”的视角去扫描图片&#xff0c;从而获取不同区域的图片信息。 在这一过程中&#x…
阅读更多...
Scratch3.0下载

Scratch3.0下载

通俗易懂&#xff0c;直接上链接 链接&#xff1a;https://pan.baidu.com/s/1n-QFEQWT8im8BHQu1wIjtg?pwd1016 提取码&#xff1a;1016
阅读更多...
高级IO(Linux）

高级IO(Linux）

高级IO 五种IO模型高级IO重要概念同步通信 vs 异步通信阻塞 vs 非阻塞 非阻塞IOfcntl实现函数SetNoBlock轮询方式读取标准输入 I/O多路转接之select初识selectselect函数原型参数解释参数timeout取值关于fd_set结构关于timeval结构函数返回值三级目录 理解select执行过程socket…
阅读更多...
多功能频率计周期/脉宽/占空比/频率测量verilog，视频/代码

多功能频率计周期/脉宽/占空比/频率测量verilog，视频/代码

名称&#xff1a;多功能频率计周期、脉宽、占空比、频率测量verilog 软件&#xff1a;Quartus 语言&#xff1a;Verilog 代码功能&#xff1a; 多功能频率计&#xff0c;可测量信号的周期、脉冲宽度、占空比、频率&#xff0c;语言为verilog&#xff0c;quartus软件设计仿真…
阅读更多...
B (1089) : DS单链表--合并

B (1089) : DS单链表--合并

Description 假定两个单链表是递增有序&#xff0c;定义并实现以下函数&#xff0c;完成两个单链表的合并&#xff0c;继续保持递增有序 int LL_merge(ListNode *La, ListNode *Lb) Input 第1行先输入n表示有n个数据&#xff0c;接着输入n个数据 第2行先输入m表示有M个数据…
阅读更多...
扭线机控制

扭线机控制

扭线机属于线缆加工设备&#xff0c;线缆加工设备种类非常多。有用于网线绞合的单绞&#xff0c;双绞机等&#xff0c;有关单绞机相关算法介绍&#xff0c;大家可以查看专栏相关文章&#xff0c;有详细介绍&#xff0c;常用链接如下&#xff1a; 线缆行业单绞机控制算法&#…
阅读更多...
MySQL命令行中文乱码问题

MySQL命令行中文乱码问题

MySQL命令行中文乱码问题&#xff1a; 命令行界面默认字符集是gbk&#xff0c;若字符集不匹配会中文乱码或无法插入中文。 解决办法&#xff1a;执行set names gbk; 验证&#xff1a; 执行命令show variables like ‘char%’;查看默认字符集。 创建数据库设置字符集utf8&…
阅读更多...
Nginx详细学习记录

Nginx详细学习记录

1. Nginx概述 Nginx是一个轻量级的高性能HTTP反向代理服务器&#xff0c;同时它也是一个通用类型的代理服务器&#xff0c;支持绝大部分协议&#xff0c;如TCP、UDP、SMTP、HTTPS等。 1.1 Nginx基础架构 Nginx默认采用多进程工作方式&#xff0c;Nginx启动后&#xff0c;会运行…
阅读更多...
多线程锁-synchronized字节码分析

多线程锁-synchronized字节码分析

从字节码角度分析synchronized实现 javap -c(v附加信息) ***.class 文件反编译 synchronized同步代码块 >>>实现使用的是monitorenter和monitorexit指令 synchronized普通同步方法 >>>调用指令将会检查方法的ACC_SYNCHRONIZED访问标志是否被设置&#xf…
阅读更多...
HTTPS工作过程，国家为什么让http为什么要换成https，Tomcat在MAC M1电脑如何安装，Tomcat的详细介绍

HTTPS工作过程，国家为什么让http为什么要换成https，Tomcat在MAC M1电脑如何安装，Tomcat的详细介绍

目录 引言 一、HTTPS工作过程 二、Tomcat 在访达中找到下载好的Tomcat文件夹&#xff08;这个要求按顺序&#xff09; zsh: permission denied TOMCAT的各部分含义&#xff1a; 引言 在密码中一般是&#xff1a;明文密钥->密文&#xff08;加密&#xff09; &#xff…
阅读更多...
ubuntu 安装postgresql，增加VECTOR向量数据库插件 踏坑详细流程

ubuntu 安装postgresql，增加VECTOR向量数据库插件 踏坑详细流程

PGSQL安装&#xff0c;删除&#xff0c;运行&#xff0c;修改密码流程 Ubuntu18.04安装与配置postgresql含远程连接教程&#xff08;含踩坑记录&#xff09;_sudo apt-get install postgresql-CSDN博客 详细安装流程以上博客&#xff0c;自己也记录下 安装vector扩展连接 声明…
阅读更多...
微服务学习（十）：安装Maven

微服务学习（十）：安装Maven

微服务学习&#xff08;十&#xff09;&#xff1a;安装Maven 1、下载Maven 官网下载 2、将下载后的资源包上传到服务器 3、解压资源包并安装 tar -zxvf apache-maven-3.9.5-bin.tar.gz4、配置环境变量 vi /etc/profileexport MAVEN_HOME/home/maven/apache-maven-3.9.5 …
阅读更多...
如何部署一个高可用高并发的电商平台

如何部署一个高可用高并发的电商平台

假设我们已经有了一个特别大的电商平台&#xff0c;这个平台应该部署在哪里呢&#xff1f;假设我们用公有云&#xff0c;一般公有云会有多个位置&#xff0c;比如在华东、华北、华南都有。毕竟咱们的电商是要服务全国的&#xff0c;当然到处都要部署了。我们把主站点放在华东。…
阅读更多...
汇编语言是怎么一回事？

汇编语言是怎么一回事？

汇编语言基础 汇编指令和机器码的区别 数据的表示 各类汇编指令 数据传送和算法运算 位运算 条件分支指令 函数调用 字符串处理 流水线和指令调度 流水线实现指令级并行 编译器指令调度 CPU乱序与投机执行 汇编器将汇编语言翻译成 CPU 可以执行的机器码&#xff0c…
阅读更多...
【软考】9.1 顺序表/链表/栈和队列

【软考】9.1 顺序表/链表/栈和队列

《线性结构》 顺序存储和链表存储 每个元素最多只有一个出度和一个入度&#xff0c;表现为一条线状链表存储结构&#xff1a;每个节点有两个域&#xff0c;即数据&#xff0c;指针域&#xff08;指向下一个逻辑上相邻的节点&#xff09; 时间复杂度&#xff1a;与其数量级成正…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023