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STM32F030 Nucleo-让MCU全速点灯,其中隐藏的含义
时间:2018-08-16作者:华清远见

只要是有点基础的骚友,点个灯就是个小KS!但是,我却发现一些猫腻!!!先看程序:

从牛卡板卡的硬件原理图得知LD1为ST-Link的RGB指示灯,LD3为牛客板卡的电源指示灯,那么只剩下LD2了,LD2为有主控MCU(STM32F030)控制的LED灯,

如下图:

I/O:LD2--------GPIOA5

条件:SB21、SB42焊接或短路

点亮LD2条件:GPIOA5输出高电平

以上是从原理图中得到的信息,在检查牛卡板卡!OK!SB21、SB42已经用0欧电阻连接了!那么硬件电路没问题了!(其实板卡一上电,默认的程序就使LD2闪烁了,我在这里主要只是表现一下分析思路。

那么我的程序如下:

Led_Divice.c

Led_Divice.h

Main.c

程序写好后!嗨!跑的蛮快啊!牛客板卡中STM32F030没有焊接8M(4~36M)晶振,只有一个很黑一坨的32.768KHz大小的晶振作为RTC的振荡源。而且我故意延时了那么久!它居然跑的很快!!!

唉!不管了,先验证一下看会不会跑的更快!

然后我就再写了一个函数:

如下:

上图的函数中,我使用了STM32的内部RC振荡器作为系统锁相环PLL的时钟源,配置思路如下:

(1)开启内部RC振荡器HSI,作为时钟源

(2)打开Flash的存取BUFF

(3)配置HCLK为四天时钟SYSCLK的1分频

(4)配置PCLK为HCLK的1分频

(5)HSI的2分频作为锁相环(PLL)的时钟源,并倍频为12,即设置锁相环的时钟为48MHz,并使能锁相环,等待锁相环启动成功

(6)设置锁相环时钟为系统时钟

(7)等待时钟启动成功

从以上的设置来看,AHB和APB总线的时钟都为48M,依据是:在DataSheet中表21说明AHB、APB、HCLK、PCLK可以大能达到48MHz。如下图:

所以肯定要跑的快!哈哈!

那么时钟设置的思路源于什么呢???

三个字“时钟树”即“Clock Tree”.见下图:

以上程序的思路就源于此图的绿色线条了!哈哈!而且在时钟树中明明白白的标出了,当使用HSI作为PLL的时钟源时,必须2分频,所以就有:(8M/2) * 12 = 40MHz了。当然!其实STM32默认是走蓝色线的,也就是当没有任何设置是,系统默认时钟为8MHz,其他的就看分频了。

那么其实还需要注意一点:在看时钟树的时候,写程序的时候要注意看看图或者表在上面和下面的说明,别傻乎乎的就直接操作了,万一碰到人家逆鳞了,人家就不给你工作了。上面的要找对自己的MCU(因为手册都是以系列划分的,区别是封装、资源和内存(Flash和RAM)大小不同)。

对的!这个图就是我们的STM32F030R8T6的时钟树下面的说明了。意思是,对于LSI/LSE不适用与STM32F030x8这个系列的MCU,所以当我们使用到STM32F030x8 MCU的时候,就别乱玩LSI和LSE这东西。比如牛客板上的STM32F030R8T6就不行。

OK!程序写好了!那么调用验证一下呗!看看是不是跑的更快了!

速度一样的!没变!啥情况呢????

其实!原因是这样的!在程序进入Main开始执行之前,就已经配置过时钟了!并且配置的效果和我上面那个函数:void RCC_Configuration(void)的效果是一样的。

也就是说,就算我们不自己配置系统时钟,ST也默认帮我们配置好了!使用HSI作为振荡源,PLL作为系统时钟源,所以跑起来SYSCLK也是48MHz,所以跑的速度也就一样快了啊!

在这里废话几句:上面/下面所说的跑的快,其实就是MCU的运行速度,执行指令的速度,那么在我上面的程序的效果就是,LD2闪烁的速度!那么怎么验证我上面的正确性呢??其实很简单!调用如下:

进入main函数之后,第一件事就是把系统时钟恢复默认值,在烧录程序,再看效果!就能很明显的看到,这LD2闪烁的是有多慢了!

RCC_DeInit();是外设标准库提供的函数,当然,想操作寄存器就自己写吧!哈哈!具体的位置就是stm32f0xx_rcc.h,stm32f0xx_rcc.c文件中。所有关于RCC的内容都在这两个文件中找到,(其实ST提供了库函数手册,这个更方便了)。

那么问题就止于此了吗????不是的!这只是问题的开始!哈哈哈!否则点个灯我就没必要废话那么多了!

我们要分析一下,到底在进入Main之前都干了啥???为什么把时钟都设置了。

或许有些童鞋就说了,上课时/在很多C语言书上不是说C语言是从main函数开始执行的么??我简单的回答一下这个问题:首先,我们初学时的C语言是标准的ANSI C语言,它运行的平台通常是在操作系统之上,那么也就是所,我们用户编写的用户程序肯定是从main开始了啊,因为在main之前的东西普通程序员是看不到的啊,比如PC机的BIOS和Windows内核我们也看不到也没必要看,也不用关心,所以用户程序肯定是从main开始执行的。但是作为嵌入式驱动开发工程师,那么main之前的是就需要连接、理解了,否则写毛驱动啊!在main之前通常都是一下汇编代码或者内嵌汇编代码。一个硬件的启动应该是这样的:

(1)异常向量表/中断向量表的建立

(2)必要的硬件、寄存器、内存等初始化,这部分通常是有汇编代码实现

(3)堆栈的初始化

(4)进入用户程序前的初始化

真实的CPU启动要复杂很多,但是也就大概是这么个意思,以上只是我个人对MCU启动的理解。

OK!进入正题!那么我们要分析main之前的是,应该从上面地方入手呢??答案是:MCU的启动文件:比如我的工程中的startup_stm32f030.s文件,它是一个汇编文件,那么里面肯定是汇编调用了。整个代码并不多!就两百多行!所以,有能力的话,分析一下还是很好的!

为堆栈开辟空间!!

建立异常向量表

建立中断向量表!!!

搞了这么久!终于到代码段了,也就是启动文件的开始和结束!哈哈!就这么一点点!!!

第一个红色框,就是MCU上电就执行的第一个语句,很明显,就是设置堆栈指针,人家的注释说的明明白白了!

第二个红色框就是前面所说的了,系统时钟的初始化!先放着!后面分析!

第三个红色框就是要调转到用户程序的main执行了。但是特别注意:在启动文件中的__main和用户程序的main是有区别的,区别如下:

当产生复位异常(就是复位):Reset_Handler PROC

IMPORT __main导入__main,然后执行下午,然后就是又从main重新执行,这就是为毛这叫复位了!

 

这些就是产生异常或者中断,都来此进行调度的过程了!!

这才是真正的堆栈空间的开辟和初始化。

整个启动文件就这样就结束了!!!具体的解释就不说了!我之前在CSDN看到了个哥们写的非常好,我如果跟着解释的话,未必有他的好!我就意思一下流程!有兴趣全面理解的可以去CSDN找找!哈哈!!!(装B失败!)

那么解决我们未解决的问题!

跳转到函数SystemInit,函数原型如下:

你看到的就是汇编语句LDR R0, =SystemInit 调用的函数原型了,是由C语言编写的!(那么可能存在一下疑问,为毛在汇编里面调用C函数呢??答案是肯定的(废话人家都调用了),因为启动文件一上来就初始化了堆栈空间,只要堆栈空间初始化成功了,那么就可以运行C语言函数了。如果觉得奇怪的童鞋,我还告诉你,在C语言函数中还可以写汇编代码呢??(可以去了解了解))。

那么我们分享一下!

第一句:RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; 从语句可以看出,所操作的是RCC_CR寄存器的0位。所以就需要在参考手指中找到RCC_CR寄存器的说明,如下:

可以看出操作的是:HSION位,那么往下看说明:

一清二楚的说明了HSION位置1时,使能HSI振荡器。OK!

基本上以这种方法就可以分析出这个void SystemInit (void)函数是干嘛的了!下面就不说废话了!就算是刚刚入门的初学者,看到这里也应该会自己分析了!哈哈哈!瞬间感觉自信倍增。

我记得以前我在使用STM32F103系列的MCU时,在手册(忘了是数据手册还是应用笔记)上好像看到推荐使用外部石英晶体振荡器作为时钟源,刚好我手里有好多8M的晶振(三种直插封装),为了表现的牛B!我就给咱的牛客板卡加了个高大的晶振(废话说完就附图)。看了下原理图:

有这么几件事要干:

(1)找两个20pF的无极性封装为0603的电容焊上,丝印分别是:C33和C34

(2)找两个封装为06030欧电阻焊上,丝印分别是:C35和C37

(3)把我高大的晶振焊上

OK!硬件连接好了!那么就重写这么个程序!

使用外部晶振作为时钟源进行配置!调用如下:

就这样编译和烧录!牛客板卡有在48MHz的时钟下飞快的跑起来了!哈哈!!!

为毛是48MHz呢??嘿嘿!因为咱牛客板上的MCU STM32F030的时钟频率高就是48MHz。

就到这里!对以上 只属于个人理解!有不足或者错误的地方请告诉我一声!让我学习学习!资源共享交流才是学习好的帮手!哈哈!

本人QQ:641251565 东方青

好了!晒下我高大上的晶振:

手机太烂!!!莫有办法!!!哈哈哈!!反正很高很大,是不是高大上就不知道了!嘿嘿!!


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