STM32数据存储与处理详解

数据存储与处理是嵌入式系统开发中一个重要的方面，本文将详细介绍如何在STM32微控制器上进行数据存储与处理，并提供相关的代码案例。

1. 数据存储

在STM32微控制器上，可以使用不同的存储介质来存储数据，包括内部存储器、外部存储器和外部接口。下面将分别介绍这几种存储介质的使用方法。

1.1 内部存储器

STM32微控制器的内部存储器主要包括闪存和SRAM。闪存用于存储程序代码和常量数据，SRAM用于存储变量数据。

1.1.1 闪存

闪存是存储程序代码的主要存储介质。在STM32中，闪存可以通过不同的接口进行编程和读取。

首先，在代码中定义一个常量数组，将要存储在闪存中的数据放入数组中。

const uint32_t Data[1024] = { ... }; // 定义一个包含1024个32位整数的数组

然后，通过编写代码将数据存储到闪存中。

FLASH_EraseInitTypeDef FlashErase;
uint32_t SectorError = 0;

FlashErase.TypeErase = FLASH_TYPEERASE_SECTORS;
FlashErase.Sector = FLASH_SECTOR_1; // 存储数据的扇区
FlashErase.NbSectors = 1;
FlashErase.VoltageRange = FLASH_VOLTAGE_RANGE_3;

HAL_FLASH_Unlock();

HAL_FLASHEx_Erase(&FlashErase, &SectorError);

for (uint32_t i = 0; i < 1024; i++) {
    HAL_FLASH_Program(FLASH_TYPEPROGRAM_WORD, FLASH_ADDRESS + i * 4, Data[i]);
}

HAL_FLASH_Lock();

上述代码首先定义了一个用于擦除闪存的结构体，然后通过调用相关的函数来擦除闪存和编程数据。

1.1.2 SRAM

SRAM是存储变量数据的主要存储介质。在STM32中，SRAM可以通过直接访问内存的方式来存储和读取数据。

首先，在代码中定义一个变量数组，将要存储在SRAM中的数据放入数组中。

uint32_t Data[1024] = { ... }; // 定义一个包含1024个32位整数的数组

然后，通过编写代码将数据存储到SRAM中。

for (uint32_t i = 0; i < 1024; i++) {
    *(uint32_t *)(SRAM_ADDRESS + i * 4) = Data[i];
}

上述代码通过指针的方式将数据存储到SRAM地址中。

1.2 外部存储器

外部存储器是存储大容量数据的主要存储介质。在STM32中，常见的外部存储器包括SD卡和串行FLASH。

1.2.1 SD卡

SD卡是一种广泛应用于存储设备中的存储介质，在STM32中可以通过SPI接口来与SD卡进行通信。

首先，需要初始化SPI接口，并将SD卡选中。

HAL_SPI_Init(&hspi1);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 选择SD卡

然后，通过发送指令和接收数据的方式来读写SD卡。

uint8_t Command[6] = { ... }; // 发送指令

HAL_SPI_Transmit(&hspi1, Command, 6, HAL_MAX_DELAY); // 发送指令

HAL_SPI_Receive(&hspi1, Data, 512, HAL_MAX_DELAY); // 接收数据

上述代码中，首先定义一个数组保存要发送的指令，然后通过SPI接口将指令发送给SD卡，并通过SPI接口接收数据。

1.2.2 串行FLASH

串行FLASH是一种常见的存储介质，在STM32中可以通过SPI接口来与串行FLASH进行通信。

首先，需要初始化SPI接口，并将串行FLASH选中。

HAL_SPI_Init(&hspi1);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // 选择串行FLASH

然后，通过发送指令和接收数据的方式来读写串行FLASH。

uint8_t Command[6] = { ... }; // 发送指令

HAL_SPI_Transmit(&hspi1, Command, 6, HAL_MAX_DELAY); // 发送指令

HAL_SPI_Receive(&hspi1, Data, 512, HAL_MAX_DELAY); // 接收数据

上述代码中，首先定义一个数组保存要发送的指令，然后通过SPI接口将指令发送给串行FLASH，并通过SPI接口接收数据。

1. 数据处理

数据处理是对存储的数据进行计算、处理和分析的过程。在STM32中，可以使用不同的算法和函数来进行数据处理。

2.1 数据计算

在STM32中，可以使用数学库函数来进行数据计算。数学库函数包括各种常用的数学运算和计算函数，如加减乘除、指数函数、对数函数和三角函数等。

#include "math.h"

float result = sin(3.14); // 计算正弦函数

上述代码中，包含了math.h头文件，并使用sin函数计算正弦函数的值。

2.2 数据处理

在STM32中，可以通过编写代码来进行数据处理。数据处理的方式根据具体的应用需求而定。

下面以一个简单的数据滤波算法为例，介绍数据处理的代码实现。

float Filter(float input) {
    static float preInput = 0;
    float output = (input + preInput) / 2;
    preInput = input;
    return output;
}

上述代码定义了一个滤波函数，通过对输入数据进行处理得到输出数据。在滤波函数中，使用了一个静态变量保存上一次输入数据的值，在计算输出数据时使用了上一次输入数据的值。

1. 综合应用

在STM32中，可以将数据存储与处理的功能综合起来，在实际应用中进行数据的存储和处理。

下面以一个数据采集与处理的应用为例，介绍综合应用的代码实现。

#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "stdio.h"

UART_HandleTypeDef huart2;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);

void UART_SendString(const char *string) {
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)string, strlen(string), HAL_MAX_DELAY);
}

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART2_UART_Init();

    float Data[1024]; // 定义一个存储数据的数组

    for (uint32_t i = 0; i < 1024; i++) {
        Data[i] = i; // 生成数据
    }

    UART_SendString("Data Generated\r\n");

    for (uint32_t i = 0; i < 1024; i++) {
        Data[i] = Filter(Data[i]); // 数据处理
    }

    UART_SendString("Data Filtered\r\n");

    while (1) {

    }
}

void SystemClock_Config(void) {
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC

作者：大黄鸭duck.