代码收藏家技术教程 2025-02-24

STMicroelectronics 系列：STM32G4 系列_（2）.STM32G4系列核心架构

STM32G4系列核心架构

1. 介绍

STM32G4系列是STMicroelectronics推出的一款高性能、低功耗的32位微控制器系列，基于Arm Cortex-M4内核。该系列微控制器集成了多种高级功能，如高精度ADC、高速DAC、低功耗定时器等，适用于各种工业和消费类应用。本节将详细介绍STM32G4系列的核心架构，包括其内核、存储器、外设和系统配置等方面。

2. Arm Cortex-M4内核

2.1 内核概述

STM32G4系列微控制器采用Arm Cortex-M4内核，这是一种高性能的32位RISC处理器，具有出色的能效比。Cortex-M4内核支持浮点运算单元（FPU），适用于需要高精度计算的应用场景。此外，它还支持DSP指令集，能够高效处理数字信号。

2.2 内核特性

高性能：最高工作频率可达170MHz，提供高达216 DMIPS的处理能力。

低功耗：支持多种低功耗模式，如睡眠、深度睡眠和待机模式。

浮点运算单元（FPU）：支持单精度浮点运算，适用于需要高精度数学计算的应用。

DSP指令集：集成DSP指令集，能够高效处理数字信号。

内存保护单元（MPU）：支持内存保护单元，提高系统的安全性。

嵌套向量中断控制器（NVIC）：支持多达80个中断线，具有灵活的中断优先级配置。

2.3 内核配置

Cortex-M4内核的配置可以通过STM32CubeMX等配置工具进行。以下是一个简单的配置示例，展示如何通过STM32CubeMX配置Cortex-M4内核的基本参数：

启动STM32CubeMX：
打开STM32CubeMX软件，选择STM32G4系列微控制器。
点击“Project”菜单，选择“Project Settings”进行项目设置。
配置内核参数：
在“Clock Configuration”页面，配置系统时钟频率。
在“Pinout & Configuration”页面，配置外部中断和GPIO等外设。
在“NVIC”页面，配置中断优先级。
生成代码：
配置完成后，点击“Project”菜单，选择“Generate Code”生成初始代码。
生成的代码包括内核初始化、时钟配置和中断配置等部分。

2.4 代码示例：内核初始化

以下是一个简单的代码示例，展示如何在STM32G4系列微控制器上初始化Cortex-M4内核：


#include "stm32g4xx_hal.h"



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    // 配置GPIO

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOA时钟

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; // 选择PA5引脚

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 设置为推挽输出模式

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上拉下拉

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 设置输出速度

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    while (1)

    {

        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5); // 切换PA5引脚状态

        HAL_Delay(500); // 延时500ms

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

3. 存储器架构

3.1 存储器类型

STM32G4系列微控制器集成了多种存储器类型，包括闪存（Flash）、SRAM和系统存储器（System Memory）。以下是对这些存储器类型的详细描述：

闪存（Flash）：用于存储程序代码和常量数据。STM32G4系列提供高达512KB的闪存。

SRAM：用于存储运行时数据。STM32G4系列提供高达128KB的SRAM。

系统存储器（System Memory）：包含启动代码和一些预定义的系统配置。系统存储器通常用于引导加载程序。

3.2 存储器映射

STM32G4系列的存储器映射如下：

闪存：地址范围为0x08000000到0x0807FFFF（512KB）。

SRAM1：地址范围为0x20000000到0x2001FFFF（128KB）。

SRAM2：地址范围为0x20020000到0x2003FFFF（128KB）。

系统存储器：地址范围为0x1FFF0000到0x1FFF77FF。

3.3 存储器配置

存储器的配置通常在系统初始化时完成。以下是一个简单的配置示例，展示如何在STM32G4系列微控制器上配置闪存和SRAM：


#include "stm32g4xx_hal.h"



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    // 配置闪存

    __HAL_FLASH_PREFETCH_BUFFER_ENABLE(); // 使能预取缓冲

    __HAL_FLASH_INSTR_CACHE_ENABLE(); // 使能指令缓存

    __HAL_FLASH_INSTR_CACHE_RESET(); // 重置指令缓存

    __HAL_FLASH_DATA_CACHE_ENABLE(); // 使能数据缓存

    __HAL_FLASH_DATA_CACHE_RESET(); // 重置数据缓存



    // 配置SRAM

    // 通常无需特殊配置，HAL库会自动管理



    while (1)

    {

        // 主循环

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

4. 外设架构

4.1 外设概述

STM32G4系列微控制器集成了丰富的外设，包括定时器、ADC、DAC、SPI、I2C、USART等。这些外设通过外设访问控制器（APB）和高级外设总线（AHB）连接到内核。

4.2 定时器

定时器是STM32G4系列微控制器的重要外设之一，用于生成定时中断和PWM信号等。STM32G4系列提供了多种类型的定时器，包括通用定时器（TIM）、高级定时器（TIM1和TIM8）和低功耗定时器（LPTIM）。

4.2.1 通用定时器（TIM）

通用定时器可以用于生成定时中断和PWM信号。以下是一个简单的代码示例，展示如何配置和使用TIM2生成定时中断：


#include "stm32g4xx_hal.h"



uint32_t tick_value;



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    // 配置TIM2

    TIM_HandleTypeDef htim2;

    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); // 使能TIM2时钟

    htim2.Instance = TIM2;

    htim2.Init.Prescaler = 8499; // 设置预分频器，8500-1 = 8499

    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 设置计数模式

    htim2.Init.Period = 9999; // 设置计数周期

    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; // 设置时钟分割

    htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; // 禁用自动重装载预加载

    if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置TIM2中断

    HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 1);

    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);



    // 开始TIM2

    if (HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    while (1)

    {

        // 主循环

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

{

    if (htim->Instance == TIM2)

    {

        tick_value++;

        // 在这里处理定时器中断

    }

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

4.3 ADC

STM32G4系列集成了高精度ADC，适用于需要精确模拟信号采集的应用场景。以下是一个简单的代码示例，展示如何配置和使用ADC1进行模拟信号采集：


#include "stm32g4xx_hal.h"



uint32_t adc_value;



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    // 配置ADC1

    ADC_HandleTypeDef hadc1;

    __HAL_RCC_ADC12_CLK_ENABLE(); // 使能ADC1时钟

    hadc1.Instance = ADC1;

    hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2; // 设置时钟预分频器

    hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; // 设置分辨率

    hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; // 禁用扫描模式

    hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; // 禁用连续模式

    hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; // 禁用间断模式

    hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; // 设置外部触发源

    hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; // 设置数据对齐方式

    hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; // 设置转换次数

    hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE; // 禁用DMA连续请求

    hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV; // 设置EOC选择

    if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置ADC通道

    ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4; // 选择ADC通道4

    sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; // 设置通道在常规序列中的位置

    sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_15CYCLES; // 设置采样时间

    if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    while (1)

    {

        // 启动ADC转换

        if (HAL_ADC_Start(&hadc1) != HAL_OK)

        {

            Error_Handler();

        }



        // 等待ADC转换完成

        if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY) != HAL_OK)

        {

            Error_Handler();

        }



        // 读取ADC转换结果

        adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);



        // 在这里处理ADC值

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)

{

    // ADC转换完成回调函数

    if (hadc->Instance == ADC1)

    {

        adc_value = HAL_ADC_GetValue(hadc); // 读取ADC值

        // 在这里处理ADC值

    }

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

4.4 DAC

STM32G4系列集成了高速DAC，适用于需要生成精确模拟信号的应用场景。DAC（数模转换器）可以将数字信号转换为模拟信号，广泛应用于音频处理、传感器校准和信号生成等领域。STM32G4系列提供了两个12位DAC通道，分别为DAC1和DAC2。

4.4.1 DAC特性

12位分辨率：提供12位的数模转换精度。

双通道：支持两个独立的DAC通道，可以同时生成两个不同的模拟信号。

多种触发模式：支持软件触发、定时器触发和外部触发等多种触发模式。

波形生成：可以通过DMA（直接存储器访问）实现波形生成，适用于需要连续输出波形的应用。

4.4.2 DAC配置

DAC的配置可以通过STM32CubeMX等配置工具进行。以下是一个简单的配置示例，展示如何通过STM32CubeMX配置DAC的基本参数：

启动STM32CubeMX：
打开STM32CubeMX软件，选择STM32G4系列微控制器。
点击“Project”菜单，选择“Project Settings”进行项目设置。
配置DAC参数：
在“Pinout & Configuration”页面，配置DAC通道和引脚。
在“Clock Configuration”页面，确保DAC时钟已使能。
在“NVIC”页面，配置相关的中断（如果需要）。
生成代码：
配置完成后，点击“Project”菜单，选择“Generate Code”生成初始代码。
生成的代码包括DAC初始化、时钟配置和中断配置等部分。

4.4.3 代码示例：DAC初始化和输出

以下是一个简单的代码示例，展示如何在STM32G4系列微控制器上初始化DAC并输出一个模拟信号：


#include "stm32g4xx_hal.h"



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    // 配置DAC1

    DAC_HandleTypeDef hdac1;

    __HAL_RCC_DAC12_CLK_ENABLE(); // 使能DAC1时钟

    hdac1.Instance = DAC1;

    hdac1.Initresolution = DAC_RESOLUTION_12B; // 设置分辨率

    hdac1.Init.DataAlignment = DAC_DATAALIGN_RIGHT; // 设置数据对齐方式

    hdac1.Init.OutPutBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE; // 使能输出缓冲

    if (HAL_DAC_Init(&hdac1) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置DAC通道

    DAC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

    sConfig.DAC_Trigger = DAC_TRIGGER_NONE; // 设置触发模式为软件触发

    sConfig.DAC_OutputBuffer = DAC_OUTPUTBUFFER_ENABLE; // 使能输出缓冲

    if (HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac1, &sConfig, DAC_CHANNEL_1) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    while (1)

    {

        // 生成一个模拟信号

        uint32_t dac_value = 2048; // 12位中间值

        if (HAL_DAC_SetValue(&hdac1, DAC_CHANNEL_1, DAC_ALIGN_12B_R, dac_value) != HAL_OK)

        {

            Error_Handler();

        }



        HAL_Delay(1000); // 延时1秒

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

4.5 其他外设

除了定时器、ADC和DAC，STM32G4系列微控制器还集成了其他多种外设，如SPI、I2C、USART等。这些外设提供了丰富的通信接口，适用于各种复杂的应用场景。

4.5.1 SPI

SPI（串行外设接口）是一种高速、全双工的通信协议，适用于连接闪存、传感器和其他微控制器。以下是一个简单的代码示例，展示如何配置和使用SPI1进行通信：


#include "stm32g4xx_hal.h"



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);

void SPI1_Init(void);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    SPI1_Init(); // 初始化SPI1



    while (1)

    {

        // 主循环

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void SPI1_Init(void)

{

    // 配置SPI1

    SPI_HandleTypeDef hspi1;

    __HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE(); // 使能SPI1时钟

    hspi1.Instance = SPI1;

    hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER; // 设置为主模式

    hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES; // 设置为全双工模式

    hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT; // 设置数据大小为8位

    hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW; // 设置时钟极性

    hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE; // 设置时钟相位

    hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT; // 设置NSS引脚为软件管理

    hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_16; // 设置波特率分频器

    hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB; // 设置先传输最高位

    hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE; // 禁用TI模式

    hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE; // 禁用CRC校验

    hspi1.Init.CRCPolynomial = 10; // 设置CRC多项式

    if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置GPIO

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOA时钟

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7; // 选择PA5（SCK）、PA6（MISO）、PA7（MOSI）引脚

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 设置为复用推挽输出模式

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上拉下拉

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; // 设置输出速度

    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI1; // 选择SPI1复用功能

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

5. 系统配置

5.1 时钟配置

STM32G4系列微控制器的时钟配置是系统初始化的重要部分。通过配置系统时钟，可以优化系统的性能和功耗。以下是一个详细的时钟配置示例：


#include "stm32g4xx_hal.h"



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    while (1)

    {

        // 主循环

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}

5.2 电源管理

STM32G4系列微控制器支持多种低功耗模式，如睡眠模式、深度睡眠模式和待机模式。通过合理配置电源管理，可以显著降低系统的功耗。


#include "stm32g4xx_hal.h"



void SystemClock_Config(void);

void Error_Handler(void);

void EnterSleepMode(void);



int main(void)

{

    HAL_Init(); // 初始化HAL库



    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟



    while (1)

    {

        EnterSleepMode(); // 进入睡眠模式

    }

}



void SystemClock_Config(void)

{

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    // 配置HSE时钟

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 4;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    if (HAL_RCC_OscInit(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }



    // 配置系统时钟

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

    {

        Error_Handler();

    }

}



void EnterSleepMode(void)

{

    HAL_PWRErrorAction HAL_Power_EnterSLEEPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI);

}



void Error_Handler(void)

{

    // 错误处理函数

    while (1)

    {

        // 无限循环，等待错误处理

    }

}