嵌入式基础

1、文件配置

• 工程文件

  • DOC--用于说明该工程内容

  • Libraries固件库

    • CMSIS内核文件

    • START_UP启动文件

    • FWLIB外设文件

  • USER文件，里面存储main函数及其头文件（应用程序）

• Keil中文件

  • DOC文档，同上
  • CMSIS内核配置相关文件
  • FWLIB外设
  • START_UP 启动文件
  • USER应用程序

• 配置步骤： 1、keil中创建工程文件到project（第二个project）下。

  2、在工程文件中添加上述几个文件夹（点三个颜色的方框按钮即可添加文件），把对应文件里的.c文件加到对应文件夹里就行了。

  3、打开魔法棒工具，选择C/C++项，加入头文件所在路径。

  4、尝试编译，如果不行就是config文件没有声明，再开魔法棒工具，选择C/C++项，添加宏定义即可。

2、GPIO

​ 经典一引脚设备：LED、按键、蜂鸣器（高电平响，低电平不响）、温度传感器。

(1)GPIO的八种输入输出模式：

• 输出
  • 推挽输出：PN-mos管全有用，输出1为高电平，输出0为低电平
  • 开漏输出：P-mos管没有用了，输出1为高阻态（就是没有电平），输出0为低电平
  • 复用推免/开漏输出：再USART、IIC、SPI协议中用到
• 输入
  • 上拉输入：初始高电平
  • 下拉输入：初始低电平
  • 浮空输入：初始随机，随外界
  • 模拟输入：单独经过模拟通道

(2)GPIO的输出速度

​ stm32中有三个速度：2MHZ、10MHZ、50MHZ。简单外设建议使用2MHZ的输出速度；复用IIC、SPI等通信信号时，建议使用10MHZ或50MHZ以提高响应速度。

(3)GPIO基础使用(输出)

​ 其实就是配置相应的高低电平，如果led接3.3和单片机引脚，那么在相应的引脚配置低电平就可以实现开led，否则实现熄灭led。

​ GPIO结构体如下：

Typedef struct
{
	uint16_t GPIO_Pin;		//GPIO引脚
	GPIOSpeed_Typedef GPIO_Speed;	//GPIO输出速度
	GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;		//GPIO输入/输出模式
}GPIO_InitTypeDef；

​ 使用过程：

​ 1、打开时钟（初始化时钟）

​ 2、打开引脚（初始化引脚）

​ 编程过程： ​ 1、新建LED文件夹，在文件夹中新建led.c和led.h文件

​ 2、在led.c文件（引用stm32库函数，引用led.h)中新建ledinit初始化函数，并在.h文件中声明。

​ 3、初始化函数中包含两部分：时钟初始化和引脚初始化。引脚初始化先声明一个GPIO结构体，再设置结构体的Mode（要控制高电平，所以推挽模式）Pin``Speed这三项，最后调用引脚初始化函数；时钟初始化即找清楚是哪个时钟后调用即可。

​ 4、在魔法棒工具中添加led,h的头文件路径

​ 5、设置高低电平代码：

GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//这是设置低电平
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//这是设置高电平

(4)GPIO基础使用(输入)

//开关的GPIO初始化同LED
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==0;//读取低电平，假设开关所连引脚是A0

3、中断

4、通信

• 基本概念

  ​ 数据的传输方式：串行通信(USART,IIC,SPI)和并行通信(FSMC)。并行通讯唯一的好处：比较快；其余不论是成本还是距离都不如串行好。

  ​ 数据的通信方式：单工通信（发送端到接收端）IIC、打印机、半双工通信（发送端和接收端都能发送和接收，但同时只能单向）、全双工通信（发送端和接收端都能同时发送和接收）SPI总线、USART。

  ​ 通信的同步方式：分为异步通信和同步通信。异步通信：没有时钟，发送和接收之前需要进行一下同步，即有一个起始位和终止位；同步通信：发送方和接收方存在一个同步的时钟SCLK，高电平时传输数据。异步通信是以字符（一个字节一个字节传输的），效率低而简单，但是存在间隔，而同步通信是以字节块（多个字节）传输的，效率高而复杂，并且没有间隔。

  ​ 数据的通信速率：比特率bits/s(用于IIC、SPI)，波特率每秒传输的码元数(用于串口)。一个二进制位代表一个码元：例如0V代表0，3.3V代表1。

• 异步串口通讯

  • 一般传感器与单片机的通信是TTL电平（电脑USB是232电平）。

  • 串口数据包组成：

    • 起始位（低电平）

    • 数据位

    • 校验位（奇校验、偶校验、1校验、0校验、无校验）

      奇校验就是看1的个数是否为奇数，如果是就补0，否则补1；

      偶校验看1的个数是否为偶数，如果是就补0，否则补1；

      1校验0校验就是固定补0或1；

    • 停止位：结束的标识。可以1位2位0.5位1.5位都可以（高电平），正常使用1停止位。

• 串口结构体

  • USART指的是同/异步串口，UART指的是只能异步串口，S代表signal，也是SCLK的S

  • TX是发送，RX是接收

  • 结构体在uart.h下，有两种，带clock的是同步，不带的是异步。

    uint32_t USART_BaudRate;		//波特率，一般为115200/9600
    uint32_t USART_WordLength；		//字长
    uint32_t USART_WordLenth；		//停止位，可以设置0.5、1、1.5、2
    uint32_t USART_Parity；			//校验位
    uint32_t USART_Mode;			//模式：收/发
    uint32_t USART_HardwareFlowControl；//硬件流控制
    //以下为同步才有
    uint32_t USART_Clock；			//同步时钟，配置是否打开
    uint32_t USART_CPOL；			//极性，配置串口空闲是低电平还是高电平
    uint32_t USART_CPHA；			//相位，配置选择边沿
    uint32_t USART_LastBit；			//最后一位时钟，配置使能还是关闭
    

• 串口发送的配置

  • 配置时钟：GPIO的时钟、串口的时钟、引脚复用的时钟
  • 配置GPIO的结构体（引脚是TX还是RX）
  • 配置串口的结构体
  • 发送

串级pid，外环一般较慢，内环一般较快。外环输出作为内环输入。