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作者：areak STM32的庫函數操作給設計開發人員帶來了諸多的便利，開發人員不必十分了解STM32的內部寄存器及硬件機制，只要有C語言基礎，即可完成單片機的開發，縮短了開發周期，降低了開發難度，因而備受工程師喜愛。 基于庫函數的開發模式，與基于API(Application Programming Interface)的軟件開發有著異曲同工之處，程序員通過調用 API 函數對應用程序進行開發，而又無需訪問源碼，或理解內部工作機制的細節，可以減輕編程任務。STM32的基于函數庫的開發模式也是一樣的道理，因此對于有單片機開發經驗的工程師來說，學習STM32，很容易就可以上手。 雖然可以不考慮庫函數內部的細節，不考慮如何實現硬件寄存器的配置，但是深入了解庫函數對于提高編程能力是很有好處的，下面以系統滴答時鐘為例，詳解其工作流程。 滴答時鐘是STM32內部的一個24位定時器，其操作相對簡單，配置寄存器較少。大體的工作流程是這樣的，定時器首先要有時鐘源，時鐘源配置好之后，設置定時時間，然后定時器啟動，當定時時間到時，置位標志位，重載定時器初值，系統可采用查詢標志位和中斷兩種工作方式做出相應的響應，下面來看看程序如何實現延時功能。 //初始化配置函數 Void Delay_Init() { RCC_ClocksTypeDef RCC_ClocksStatus; RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClocksStatus);//獲取時鐘頻率 SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);//時鐘源配置為系統主時鐘頻率/8 SysTick_ITConfig(DISABLE);//不使能中斷，采用查詢方式 delay_fac_us = RCC_ClocksStatus.HCLK_Frequency / 8000000;// 1us的定時初值 } //實現延時Nus的延時功能 void Delay_us(u32 Nus) { SysTick_SetReload(delay_fac_us * Nus);//載入初值 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);//計數器清零 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);//計數器開始計數 do { Status = SysTick_GetFlagStatus(SysTick_FLAG_COUNT); }while (Status != SET);//不斷查詢標志位，當載入初值與計數器相等時，標志位置位。 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);//關閉計數器 SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);//清零計數器 } //實現閃燈 Delay_Init(); While(1) { LED1(ON); Delay_us(500000);//延時500ms LED1(OFF); } 下面來看看庫函數如何實現相應的寄存器配置。 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; } } 這個函數的作用是配置寄存器開啟/關閉中斷，FunctionalState是自定義的數據類型，是一個枚舉類型，typedef enum {DISABLE = 0, ENABLE = !DISABLE} FunctionalState; 枚舉類型是一種基本數據類型而不是構造類型，它用于聲明一組命名的常數，將變量的值一一列出來，變量的值只限于列舉出來的值的范圍內，因此當一個變量有幾種可能的取值時，可以將它定義為枚舉類型。 assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState)); 這句話的作用是判斷參數NewState的值是否正確，如果發現參數出錯，它會調用函數assert_failed()向程序員報告錯誤。 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line) { while (1) {} } SysTick->CTRL |= CTRL_TICKINT_Set;這句話就是用來配置寄存器的語句， SysTick是系統定義的一個結構體如下，SysTick->CTRL即為滴答時鐘的控制寄存器。 typedef struct { __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 */ __IO uint32_t VAL; /*!< Offset: 0x008 (R/W) SysTick Current Value Register */ __I uint32_t CALIB; /*!< Offset: 0x00C (R/ ) SysTick Calibration Register */ } SysTick_Type; //聲明一個SysTick_Type型的結構體。 #define SysTick ((SysTick_Type *) SysTick_BASE ) /*!< SysTick configuration struct */ #define SysTick_BASE (SCS_BASE + 0x0010UL) /*!< SysTick Base Address */ #define SCS_BASE (0xE000E000UL) /*!< System Control Space Base Address */ 定義一個SysTick_Type類型的結構體實例SysTick，而從根本上來說這是一個地址，就是STM32芯片內部分配給滴答時鐘的實際地址0xE000E000UL+0x0010UL。 CTRL_TICKINT_Set是一個宏定義，定義如下 /* CTRL TICKINT Mask */ #define CTRL_TICKINT_Set ((u32)0x00000002) #define CTRL_TICKINT_Reset ((u32)0xFFFFFFFD) 至此，SysTick->CTRL |= CTRL_TICKINT_Set;這句話的意義已經很清晰了，就是給地址0xE000E000+0x0010 +0x000賦一個0x00000002的值，對應滴答時鐘的CTRL寄存器的第2位置1。即為開啟中斷的意思。 上面講的是用查詢的方式，下面再說下中斷觸發。只需調用下面這個函數即可完成中斷的設置。 SysTick_Config(uint32_t ticks);具體實現如下： __STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks) { if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) return (1); SysTick->LOAD = ticks - 1; NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1); SysTick->VAL = 0; SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; return (0); } 函數的參數為ticks，是要裝入寄存器SysTick->LOAD的計數值，如果系統時鐘為72M，把ticks賦值為SystemFrequency/10000，表示計數到720個時鐘周期產生一次中斷，而一個時鐘周期的時間為(1/72)us，所以720x(1/72)=10us，也就實現了定時10us的功能。 NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);為SysTick中斷設置優先級。將寄存器SysTick->VAL的值清0。然后使能中斷，使能SysTick定時器，時鐘源選擇為AHB時鐘。當定時時間到時，進入中斷函數 void SysTick_Handler(void) { //具體函數實現由用戶編寫。 } 通過對這樣一個簡單定時器的操作，我們可以初步了解到STM32庫函數的使用方法，其實開發人員沒必要深究庫函數內部是如何處理實現的，只需要了解已經封裝好的庫函數，進行調用即可，因此可以大大降低開發周期，提高開發效率，更多的功能留給讀者自行研究開發。 |
