2019年08月23日 | STM32F407 纯寄存器操作GPIO,串口，中断(专治花里胡哨)

配置时钟，延时函数，均使用正点原子的SYSTEM文件

硬件：正点原子探索者，STLINK调试

系统时钟配置步骤

正点原子，时钟配置函数（我都是直接把sys.c和sys.h拷贝过来，直接使用）

//设置向量表偏移地址

//NVIC_VectTab:基址

//Offset:偏移量  

void MY_NVIC_SetVectorTable(u32 NVIC_VectTab,u32 Offset)  

{       

SCB->VTOR=NVIC_VectTab|(Offset&(u32)0xFFFFFE00);//设置NVIC的向量表偏移寄存器,VTOR低9位保留,即[8:0]保留。

} 

//时钟设置函数

//Fvco=Fs*(plln/pllm);

//Fsys=Fvco/pllp=Fs*(plln/(pllm*pllp));

//Fusb=Fvco/pllq=Fs*(plln/(pllm*pllq));

//Fvco:VCO频率

//Fsys:系统时钟频率

//Fusb:USB,SDIO,RNG等的时钟频率

//Fs:PLL输入时钟频率,可以是HSI,HSE等. 

//plln:主PLL倍频系数(PLL倍频),取值范围:64~432.

//pllm:主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频),取值范围:2~63.

//pllp:系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2,4,6,8.(仅限这4个值!)

//pllq:USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2~15.

//外部晶振为8M的时候,推荐值:plln=336,pllm=8,pllp=2,pllq=7.

//得到:Fvco=8*(336/8)=336Mhz

//     Fsys=336/2=168Mhz

//     Fusb=336/7=48Mhz

//返回值:0,成功;1,失败。

u8 Sys_Clock_Set(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq)

{ 

u16 retry=0;

u8 status=0;

RCC->CR|=1<<16; //HSE 开启 

while(((RCC->CR&(1<<17))==0)&&(retry<0X1FFF))retry++;//等待HSE RDY

if(retry==0X1FFF)status=1; //HSE无法就绪

else   

{

RCC->APB1ENR|=1<<28; //电源接口时钟使能

PWR->CR|=3<<14; //高性能模式,时钟可到168Mhz

RCC->CFGR|=(0<<4)|(5<<10)|(4<<13);//HCLK 不分频;APB1 4分频;APB2 2分频. 

RCC->CR&=~(1<<24); //关闭主PLL

RCC->PLLCFGR=pllm|(plln<<6)|(((pllp>>1)-1)<<16)|(pllq<<24)|(1<<22);//配置主PLL,PLL时钟源来自HSE

RCC->CR|=1<<24; //打开主PLL

while((RCC->CR&(1<<25))==0);//等待PLL准备好 

FLASH->ACR|=1<<8; //指令预取使能.

FLASH->ACR|=1<<9; //指令cache使能.

FLASH->ACR|=1<<10; //数据cache使能.

FLASH->ACR|=5<<0; //5个CPU等待周期. 

RCC->CFGR&=~(3<<0); //清零

RCC->CFGR|=2<<0; //选择主PLL作为系统时钟  

while((RCC->CFGR&(3<<2))!=(2<<2));//等待主PLL作为系统时钟成功. 

} 

return status;

}  

//系统时钟初始化函数

//plln:主PLL倍频系数(PLL倍频),取值范围:64~432.

//pllm:主PLL和音频PLL分频系数(PLL之前的分频),取值范围:2~63.

//pllp:系统时钟的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2,4,6,8.(仅限这4个值!)

//pllq:USB/SDIO/随机数产生器等的主PLL分频系数(PLL之后的分频),取值范围:2~15.

void Stm32_Clock_Init(u32 plln,u32 pllm,u32 pllp,u32 pllq)

{  

RCC->CR|=0x00000001; //设置HISON,开启内部高速RC振荡

RCC->CFGR=0x00000000; //CFGR清零 

RCC->CR&=0xFEF6FFFF; //HSEON,CSSON,PLLON清零 

RCC->PLLCFGR=0x24003010; //PLLCFGR恢复复位值 

RCC->CR&=~(1<<18); //HSEBYP清零,外部晶振不旁路

RCC->CIR=0x00000000; //禁止RCC时钟中断 

Sys_Clock_Set(plln,pllm,pllp,pllq);//设置时钟 

//配置向量表   

#ifdef  VECT_TAB_RAM

MY_NVIC_SetVectorTable(1<<29,0x0);

#else   

MY_NVIC_SetVectorTable(0,0x0);

#endif 

}

时钟与外设

使能则相应位置一

 RCC->AHB1ENR |= 0x00000008; //使能GPIOD时钟

 RCC->APB2ENR |= (1<<14);  //使能syscfg时钟

GPIO

设置步骤：

使能相关时钟

设置相应的IO口为输入或输出 BSRRH BSRRL

设置输入输出的类型 OTYPER

设置输出的速度（如果设置为输入，此步跳过） OSPEEDR

如果输出速度>=50M，开启补偿单元 SYSCFG->CMPCR

设置上拉下拉寄存器 PUPDR

注意：

IDR寄存器,（只读），对GPIO输入的读取

ODR寄存器,对GPIO输出的读写

BSSR寄存器,(只写)，对GPIO输出，低16位，输出高电平，高16位，输出低电平

//reset register GPIOx_BSRRH, write only

//set register GPIOx_BSRRL, write only

GPIO F9,F10 交替闪烁

#include  

#include

#include

int main ()

{   

  Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); //系统时钟

delay_init(48);

  RCC->AHB1ENR |= 0x00000020; //使能GPIOF时钟

  GPIOF->MODER &= 0x00000000; //设置F9,F10  0001 0100 0000 0000 0000 0000

  GPIOF->MODER |= 0x00140000; 

  GPIOF->OTYPER &= 0x00000600; //设置F9,F10推挽输出

  GPIOF->OSPEEDR &= 0x00000000; //F9,F10 速度50m 0010 1000 0000 0000 0000 0000

  GPIOF->OSPEEDR |= 0x00280000;

  //GPIOF->PUPDR &= 0x00280000;  //10下拉   00无   

//GPIOF->PUPDR &= 0x00140000;    //01上拉

  while(1)

  {

      GPIOF->BSRRH = 0x0200; //0000 0000 0010

  delay_ms(1000);

  GPIOF->BSRRL = 0x0200; //0000 0000 0010

      GPIOF->BSRRH = 0x0400; 

  delay_ms(1000);

  GPIOF->BSRRL = 0x0400; 

// GPIOF->ODR=0x00000600;

// delay_ms(1000);

// GPIOF->ODR=0x00000000;

// delay_ms(1000);

  }

}

串口与GPIO复用

GPIO复用功能映射表，只给出PORTA,B,C

根据表中找出对应外设的复用引脚，及复用功能选择位，AFn。

GPIO复用：

由两个寄存器控制，GPIOx_AFRH（高八位），GPIOx_AFRL（低八位）。

在程序中，GPIOB->AFR[0]表示GPIOx_AFRL（低八位），

GPIOB->AFR[1]表示GPIOx_AFRH（高八位）。

找到对应的引脚y，写入AFn。

比如串口三对应的复用功能是AF7,引脚是B10,11。则设置引脚的输出类型，速度，上拉下拉。

引脚位于高八位，写入GPIOx_AFRH，GPIOB->AFR[1] = 0x00007700

串口三 内容回显

内容以回车（0x0D）结束

设置步骤：

使能相关时钟

RCC->AHB1ENR|=1<<1;    //使能PORTB口时钟  

RCC->APB1ENR|=1<<18;  //使能串口3时钟 

设置相应的IO口为复用输出

GPIO_Set(GPIOB,PIN10|PIN11,GPIO_MODE_AF,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_50M,GPIO_PUPD_PU);//PB10,PB11,复用功能,上拉输出

  GPIO_AF_Set(GPIOB,10,7); //PB10,AF7

GPIO_AF_Set(GPIOB,11,7); //PB11,AF7

波特率设置

//计算波特率

float temp;

u16 mantissa;

u16 fraction;    

temp=(float)(pclk1*1000000)/(bound*16);//得到USARTDIV,OVER8设置为0

mantissa=temp;     //得到整数部分

fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小数部分,OVER8设置为0  

   mantissa<<=4;

mantissa+=fraction; 

//串口设置

USART3->BRR=mantissa; //波特率设置  

USART3->CR1|=1<<3;  //串口发送使能  

USART3->CR1|=1<<2;  //串口接收使能

USART3->CR1|=1<<5;    //接收缓冲区非空中断使能

USART3->CR1|=1<<13;  //串口使能  

//中断优先级

MY_NVIC_Init(0,0,USART3_IRQn,2);//组2，优先级0,0,最高优先级 

状态寄存器 USART3->SR

数据寄存器 USART3->DR

缓冲区数组内容清空 memset(USART3_RX_BUF,0,USART3_MAX_RECV_LEN)

完整代码：

#include

#include

#include  

#include "string.h"

u8 ok_to_send; //可以发送的标志

u8 Rx_data_counter;

#define USART3_MAX_RECV_LEN 400 //最大接收缓存字节数

//串口接收缓存区

u8 USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; //接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN个字节.

u8 Rx_data_counter=0;

u8 ok_to_send=0;

void USART3_IRQHandler(void)

{

  if(USART3->SR & (1<<5)) //接收数据寄存器非空

{

USART3_RX_BUF[Rx_data_counter] = USART3->DR;

Rx_data_counter++;

if(USART3_RX_BUF[Rx_data_counter-1] ==0x0D)

{

      Rx_data_counter = 0;

ok_to_send=1;

}

}  

} 

//初始化IO 串口3

//pclk1:PCLK1时钟频率(Mhz)

//bound:波特率 

void usart3_init(u32 pclk1,u32 bound)

{   

float temp;

u16 mantissa;

u16 fraction;    

temp=(float)(pclk1*1000000)/(bound*16);//得到USARTDIV,OVER8设置为0

mantissa=temp; //得到整数部分

fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小数部分,OVER8设置为0  

  mantissa<<=4;

mantissa+=fraction; 

RCC->AHB1ENR|=1<<1;    //使能PORTB口时钟  

RCC->APB1ENR|=1<<18;  //使能串口3时钟 

GPIO_Set(GPIOB,PIN10|PIN11,GPIO_MODE_AF,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_50M,GPIO_PUPD_PU);//PB10,PB11,复用功能,上拉输出

  GPIO_AF_Set(GPIOB,10,7); //PB10,AF7

GPIO_AF_Set(GPIOB,11,7); //PB11,AF7

//波特率设置

  USART3->BRR=mantissa; // 波特率设置  

USART3->CR1|=1<<3;  //串口发送使能  

USART3->CR1|=1<<2;  //串口接收使能

USART3->CR1|=1<<5;    //接收缓冲区非空中断使能

USART3->CR1|=1<<13;  //串口使能  

MY_NVIC_Init(0,0,USART3_IRQn,2);//组2，优先级0,0,最高优先级 

}

int main()

{ 

u8 j=0;

Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); 

usart3_init(42,9600);//初始化串口3为:9600,波特率.

while(1)

{ 

if(ok_to_send==1)

{

for(j=0;j { 

USART3->DR=USART3_RX_BUF[j];

while((USART3->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕 

if( USART3_RX_BUF[j] ==0x0D)

{

ok_to_send=0;

j=0;

memset(USART3_RX_BUF,0,USART3_MAX_RECV_LEN);

  }

    }

}

}

}

注意：

串口数据的读写，可以看到，是以8bit，一个字节为单位来读写的。利用DR寄存器，对DR进行读取，即DR赋值给别人，BUFF=DR。对DR进行写入，即别人赋值给DR，DR=BUFF。

再利用状态寄存器，SR来读取状态信息控制。

能否像小船博主一样，全部用寄存器来设置呢？

https://blog.csdn.net/w471176877/article/details/7957187

也就是关于GPIO复用

注释了GPIO设置的三个函数，完全用寄存器来设置

// GPIO_Set(GPIOB,PIN10|PIN11,GPIO_MODE_AF,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_50M,GPIO_PUPD_PU);//PB10,PB11,复用功能,上拉输出

// GPIO_AF_Set(GPIOB,10,7); //PB10,AF7

// GPIO_AF_Set(GPIOB,11,7); //PB11,AF7

GPIOB->AFR[1] = 0x00007700;//选择PB10,11复用功能 

GPIOB->MODER &= 0xFF0FFFFF; //设置PB10,11,复用模式

GPIOB->MODER |= 0x00A00000; 

GPIOB->OSPEEDR &= 0xFFCFFFFF; //PB10速度50m

GPIOB->OSPEEDR |= 0x00200000;

GPIOB->PUPDR &= 0xFFCFFFFF; //PB10

GPIOB->PUPDR |= 0x00100000;

中断优先级函数也用寄存器来替代了

  //MY_NVIC_Init(0,0,USART3_IRQn,2);//组2，优先级0,0,最高优先级 

  SCB->AIRCR = 0x05FA0000 | 0x400;  //中断优先级分组 抢占：响应=3:1

NVIC->IP[39] = 0xf0; //最低抢占优先级，最低响应优先级1111

  NVIC->ISER[1] |= (1<<(39-32)); //使能中断线39，也就是usart3中断

除了时钟树配置，其它都自己用寄存器来配置了。

#include

#include

#include  

#include "string.h"

u8 suffer[100];

u8 ok_to_send;

u8 Rx_data_counter;

#define USART3_MAX_RECV_LEN 400 //最大接收缓存字节数

//串口接收缓存区

u8 USART3_RX_BUF[USART3_MAX_RECV_LEN]; //接收缓冲,最大USART3_MAX_RECV_LEN个字节.

u8 Rx_data_counter=0;

u8 ok_to_send=0;

void USART3_IRQHandler(void)

{

  if(USART3->SR & (1<<5)) //接收数据寄存器非空

{

USART3_RX_BUF[Rx_data_counter] = USART3->DR;

Rx_data_counter++;

if(USART3_RX_BUF[Rx_data_counter-1] ==0x0D)

{

      Rx_data_counter = 0;

ok_to_send=1;

}

}  

} 

//初始化IO 串口3

//pclk1:PCLK1时钟频率(Mhz)

//bound:波特率 

void usart3_init(u32 pclk1,u32 bound)

{   

float temp;

u16 mantissa;

u16 fraction;    

temp=(float)(pclk1*1000000)/(bound*16);//得到USARTDIV,OVER8设置为0

mantissa=temp; //得到整数部分

fraction=(temp-mantissa)*16; //得到小数部分,OVER8设置为0  

  mantissa<<=4;

mantissa+=fraction; 

RCC->AHB1ENR|=1<<1;    //使能PORTB口时钟  

RCC->APB1ENR|=1<<18;  //使能串口3时钟 

GPIOB->AFR[1] = 0x00007700;//选择PB10,11复用功能 

GPIOB->MODER &= 0xFF0FFFFF; //设置PB10,11,复用模式

GPIOB->MODER |= 0x00A00000;