一、外設常具備的幾類寄存器
- 控制寄存器xxx_CR (Control/Configuration Register): 用來配置、控制響應外設的工作方式,如GPIOx_CRL、AFIO_EXTICR1~AFIO_EXTICR4。
- 數據寄存器xxx_DR (Data Register) : 存儲量外設進行輸入輸出的數據,如GPIOx_IDR、GPIOx_ODR、USART_DR等。
- 狀態寄存器xxx_SR(Status Register): 實時的更新存儲着外設的當前運行狀態,主要是一些標志位,如USART_SR、ADC_SR等。
二、控制外設的常見操作
- 設置工作模式、使能外設等 常在初始化外設時完成,調用函數xxx_Init()
- 發送數據、接收數據 常用在初始化完成以后,正式啟用外設的功能,調用函數xxx_SendData等
- 實時的監控狀態 操縱外設需要實時的了解外設當前的工作狀態;如果使用中斷控制,那么外設的更新狀態通常會引發中斷,而在中斷服務程序中根據狀態實時的進行控制。讀取狀態的函數通常是xxx_GetFlagStatus()或者xxx_Get_ITStatus。
三、外設的初始化
外設初始化函數,功能是設置工作模式、使能外設等,常見的比如USART_Init(),ADC_Init(),I2C_Init()等。
調用初始化函數xxx_Init之前,要給它傳遞參數--初始化的對象和設置改對象的值。
初始化的對象當然是外設的寄存器xxx_TypeDef(xxx代表的是外設)類型的結構體,在傳遞參數時通常是用指向這樣結構體的指針進行傳送,比如“USART_TypeDef* USARTx”。
設置對象的參數值則保存在另外一個結構體變量中,結構體類型的命名通常是xxx_InitTypeDef,例如“USART_InitTypeDef USART_InitStructure”。在給xxx_Init傳遞參數時,同樣傳遞的是這個變量的指針。
初始化函數xxx_Init(),根據參數值來設置控制寄存器xxx_CR。
使用ST庫對外設進行初始化,一般有以下步驟:
1)定義一個xxx_InitTypeDef類型的初始化結構體
2)根據使用要求,向這些初始化結構體的成員寫入特定的控制參數
3)填充完結構體后,把指向這個結構體的地址作為輸入參數,調用響應的外設庫函數xxx_Init(),從而實現向寄存器寫入控制參數,配置好外設。
四、數據傳送
常見的GPIO輸入輸出函數比如,GPIO_ReadOutputDataBit()、GPIO_ReadInputData()、GPIO_SetBits();常見的USART的收發數據函數:USART_ReciveData()、USART_SendData()。
這些函數控制相應外設寄存器xxx_DR的內容,達到控制輸入輸出的目的。
使用數據傳送庫函數的步驟:
1)通過輸入參數,向函數指定要使用的是什么外設,如用(GPIOA,GPIO_Pin_5)選定PA5進行控制,用USART1來指定使用串口1外設。
2)若向外輸出數據,則調用Output或Send函數,把將要輸出的數據變量作為函數的輸入參數
3)若為接受外部數據,則調用Read或Receive函數,讀取函數的返回值得到外部輸入數據
對於其他外設,也有類似的控制數據輸入輸出函數。如用ADC_GetConversionValue()函數來獲取ADC轉換所得到的數值;用I2C_SendData()函數來使用I2C接口進行發送數據。
五、狀態檢查與清除
1、狀態位(標志位)
當外設完成了某些工作或出現某些狀況的時候,就會在狀態寄存器xxx_SR的相應位更新狀態。
2、事件
外設做完了一件事,或者出現了特殊狀況,都可以稱之為事件。
用戶可以通過狀態位獲取外設當前工作的新狀態,根據新狀態就知道發生了什么事件。比如USART_SR的位6置1,就代表了發送完成。
3、事件的處理
- 采用輪詢法 不斷的查詢狀態位,以實時的監控外設的事件。這種方法操作簡單,但是太浪費CPU的運行時間。而且如果硬件故障遲遲得不到狀態的更新,CPU也會因此卡死,所以要做好超時處理。
- 采用中斷法 中斷法可以利用外設實時監測外側的事件,節約了CPU的運行時間。但是中斷操作相對復雜,而且過多的中斷對於系統的穩定性是不易把握的。
4、STM32狀態位的檢查與清除
① 狀態位在軟件設計中的常見用法
- 輪詢法 不用多說
- 中斷法 通關過檢測外設中斷狀態標志位,可以確定外設是否真的發生了中斷。而且對於外設不同事件對應一個外設中斷源的情況,用於區分到底是哪種事件觸發了中斷。
② STM32的事件標志位和中斷標志位
STM32的事件標志位和中斷標志位在xxx_SR中是同一位,也就是公用的。這和S3C2440處理器的不同,S3C2440處理器的事件標志位和中斷標志位分別位於不同的寄存器中。
③ 標志位檢查
對事件標志檢查的函數是xxx_GetFlagStatus(),而對中斷標志位檢查的函數式xxx_GetITStatus()。它們檢查的都是xxx_SR寄存器的同一個標志位,那又有什么區別呢?
xxx_GetFlagStatus()直接返回要檢查xxx_SR中対應位的狀態
xxx_GetITStatus(),不僅會檢查xxx_SR対應位的值,而且還要判斷要檢查的中斷是否屏蔽了。只有當xxx_SR的対應位的值是SET(1),而且中斷沒有被屏蔽都滿足的情況下,才會返回SET(1)的狀態。
④ 清除標志位
雖然xxx_ClearFlag()和xxx_ClearITPendingBit()都是對xxx_SR的同一位進行清除的。但是在使用中,安全起見還是在中斷服務程序中使用xxx_ClearITPendingBit()。而非中斷的事件操作方法下,使用xxx_ClearFlag()。
六、外設函數分類
不同的外設,ST對它們的封裝函數是類似的,分類表如下:
函數名 | 功能 | 輸入參數 | 返回值 | 舉例 |
xxx_Init | 對外設進行初始化 | xxx_InitTypeDef初始化類型結構體指針 | void | GPIO_Init |
xxx_DeInit | 以默認的形式對外設進行初始化 | 將要進行默認初始化的外設名 | void | USART_DeInit |
xxx_StuctInit | 以默認數據填充初始化結構體 | 將要進行默認填充的xxx_InitTypeDef初始化類型結構體變量 | void | GPIO_StructInit |
xxx_SendData | 使用外設發送數據 | xxx(相應的外設名);將要發送的數據 | void | USART_SendData |
xxx_ReceiveData | 獲取外設接收到的數據 | xxx(相應的外設名) | 返回收到的數據 | USART_ReceiveData |
xxx_GetFlagStatus | 檢查外設事件標志位 | 要檢查的事件標志位名 | 返回標志位狀態(SET或RESET) | USART_GetFlagStatus |
xxx_GetITStatus | 檢查外設中斷標志位 | 要檢查的中斷標志位名 | 返回標志位狀態(SET或RESET) | USART_GetITStatus |
xxx_ClearFlag | 清除事件標志位 | 要清除的事件標志位名 | void | USART_ClearFlag |
xxx_ClearITPendingBit | 清除中斷標志位 | 要清除的中斷標志位名 | void | USART_ClearITPendingBit |
xxx_ITConfig | 設置外設的中斷 | xxx(相應的外設中斷名);使能與否(ENABLE或DISABLE) | void | USART_ITConfig |
xxx_Cmd | 使能或關閉外設 | 要配置的外設名;開啟還是關閉(ENABLE或DISABLE) | void | USART_Cmd |
xxx_DMACmd | 配置外設是否可以使用DMA請求 | 要配置的外設名;選擇要配置的DMA請求;使能與否(ENABLE或DISABLE) | void | USART_DMACmd |
參考資料:《STM32庫開發實戰指南》