【STM32知识回顾】

STM32单片机知识概要

背景

入职嵌入式这个行业已经两年了，项目做了已经有四五个了，做项目的时候用到什么技术就去学什么技术，倒不是没有系统的学过。而是学完之后可能很长一段时间不用，一些细节上的东西都忘的差不多了，接到一个项目知道大概需要用到哪些知识，但是一些细节的东西很难想起来。还需要去网上查资料，从新学一遍。写这篇文章的目的就是为了温故而知新。内容如有错误恳请指正。

一、GPIO

GPIO介绍

GPIO(General Purpose Input Output)通用输入输出口，可配置为8种模式4种输入（上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入）4种输出（推挽输出、开漏输出、复用推挽输出、复用开漏输出）其中4种输入比较容易理解，推完输出和复用推完输出容易让迷糊，我理解的是推挽输出就是单片机对IO口的控制。而复用推挽输出即可以当做普通IO使用也可以、把引脚的控制权给到一些片上外设（IIC、SPI、UART、PWM等）。

二、中断

stm32中断

stm32的中断最多有68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等。

NVIC

stm中断由NVIC进行管理，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级。

抢占优先级和响应优先级，其实是一个中断所包含的两个优先级，其中前者是对抢占优先级的级别划分，后者是相同抢占优先级的优先级别的划分。
比如：中断A抢占优先级比B高，那么A的中断可以在B里面触发，忽略响应优先级
A和B抢占优先级相同，则A、B的响应优先级决定谁先响应。

EXTI（Extern Interrupt）外部中断

EXTI（Extern Interrupt）外部中断
EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序
支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发
支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断
通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒
触发响应方式：中断响应/事件响应(触发别的外设，属于外设之间的联合工作)

AFIO复用引脚

AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义
在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择

总结

一般来说中断大多数都是处理突发事件，但是按键触发一版推荐使用定时器中断，即可以后台处理按键值也可以处理案件抖动和松手检测的问题。

TIM定时器

定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断。定时器不仅包含定时中断功能，还包含内外时钟源选着、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能。根据复杂度和场景的不同分为基础定时器、通用定时器、高级定时器三种。

基础定时器

● 16位自动重装载累加计数器
● 16位可编程(可实时修改)预分频器，用于对输入的时钟按系数为1～65536之间的任意数值分频
● 触发DAC的同步电路
● 在更新事件(计数器溢出)时产生中断/DMA请求

基础定时器主要有三个时基单元构成计数器寄存器（CNT）、预分频寄存器（PSC）、自动重装载寄存器（ARR）。

通用定时器

● 16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器
● 16位可编程(可以实时修改)预分频器，计数器时钟频率的分频系数为1～65536之间的任意数值
● 4个独立通道：
─ 输入捕获
─ 输出比较q
─ PWM生成(边缘或中间对齐模式)
─ 单脉冲模式输出
● 使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路
● 如下事件发生时产生中断/DMA：
─ 更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)
─ 触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)
─ 输入捕获
─ 输出比较
● 支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
● 触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

通用定时器有向上计数、向下计数、中央对齐计数模式。

时钟选择

计数器时钟可由下列时钟源提供：
● 内部时钟(CK_INT)：一般的定时器中断选择内部时钟。
● 外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)
● 外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)外部触发输入可以通过TIMx_CH1_ETR引脚输入的波形当作定时器的时钟。一般用来外部触发的计数。
● 内部触发输入(ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。

OC（Output Compare）输出比较

IC（Input Capture）输入捕获

总结
Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
15.25hz = 72000000 / 72 / 65535
最小只能测15.25hz 最大1Mhz，如果小于15.25hz 计数器就会溢出。如果想测量1hz的的频率那么分频之后的数值不能大于65536。可以把PSC（预分频）的值设为1100，ARR（重装载）设为65536。

Encoder Interface 编码器接口

两个输入引脚借用了输入捕获的通道1和通道2


总结
通过获取CNT的计数值可以可以得出当前的电机当前位置，通过设置一个闸门时间可以获取电机的速度，如果位置和速度都想获取，在闸门时间加上当前获取到CNT计数值然后把CNT计数器清零。

ADC（Analog-Digital Converter）模数转换器

DMA（Direct Memory Access）直接存储器存取

DMA每个通道的外部请求信号都是不同的

存储器映像

DMA框图

DMA基本框图

自动重装器：是计数器计到0的时候是否从新开始计数。
硬件触发：一般是外设请求进行触发。
软件触发：DMA立即触发转运直到吧传输计数器清零。如果使用自动重装器使用软件进行触发那么数据就会一直转运，一直停不下来。

作者：豆瓣酱573