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一、 STM32 時鐘分析

寄存器 ：寄存器的功能是存儲二進制代碼，它是由具有存儲功能的觸發器組合起來構成的。一個觸發器可以存儲1位二進制代碼，故存放n位二進制代碼的寄存器，需用n個觸發器來構成

在計算機領域，寄存器是CPU內部的元件，包括通用寄存器、專用寄存器和 控制寄存器 。寄存器擁有非常高的讀寫速度，所以在寄存器之間的數據傳送非常快。

控制寄存器 ：相當一排可通過0/1進行設置外設功能的開關，程序中通過地址查找到對應的寄存器，所以說控制寄存器的地址是唯一。

芯片時鐘：芯片工作時，是需要脈沖，脈沖相當于給芯片起振，可保證芯片的正常工作，類似于人，心臟正常跳動，人體生命特征才能正常。

1HZ：一秒產生1個脈沖

頻率換算單位：

1GHZ = 1000MHZ = 1000 000KHZ = 1000 000 000HZ

STM32時鐘源

時鐘源是可以產生器件。

LSIRC 32KHZ	32 kHz低速內部RC (LSI RC)
LSEOSC 32.168KHZ	32.768 kHz低速外部晶振（LSE晶振）
16MHZ HSI RC	16MHZ高速內部RC (LSI RC)
4-26MHZ HSE OSC	4-26MHZ高速外部晶振（HSE 晶振）粵嵌開發板外部晶振為8MHZ

注意：外部晶振產生的脈沖是精準， RC振蕩時鐘產生的脈沖是不精準

STM32主要總線時鐘頻率

SYSCLK	168MHZ
HCLK	168MHZ
AHB1/AHB2	168MHZ
APB1	42MHZ
APB2	84MHZ

Al解釋：

在STM32微控制器中，有一些關鍵的概念需要了解：

SYSCLK（System Clock）：是微控制器系統中的主時鐘源，它驅動著整個系統，包括CPU、外設等。SYSCLK的頻率決定了整個系統的工作速度。
HCLK（AHB Bus Clock）：是系統的主總線時鐘，它連接了CPU、內存、外設等，用于數據傳輸和控制信號。
AHB1/AHB2（Advanced High-perf ormance Bus）：是高性能總線，用于連接內存和一些高性能外設，如DMA控制器、GPIO控制器等。AHB1和AHB2是兩個不同的總線，它們可以擁有不同的配置和頻率。
APB1（Advanced Peripheral Bus 1）：是高級外設總線，用于連接一些低速外設，如定時器、串口通信等。APB1總線上的外設可以以較低的頻率工作。
APB2（Advanced Peripheral Bus 2）：是高級外設總線，用于連接一些高速外設，如GPIO、SPI、I2C等。APB2總線上的外設可以以較高的頻率工作。

二、 GPIO分析

1、GPIO

GPIO: GPIO（英語：General-purpose input/output），通用型之輸入輸出的簡稱。

GPIO分組

STM32F407ZET6（芯片型號）

-  一共有7組IO口（PA  PB  PC  PD  PE  PF  PG）

-  每組IO口有16個IO引腳

-  一共16X7=112個IO引腳

外加2個PH0和PH1

一共114個IO口引腳（I:input O:output）

原理圖上GPIO連接與功能說明

每組（PA PB PC PD PE PF PG）通用 I/O 端口包括：

?4 個 32 位配置寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR 和 GPIOx_PUPDR）。

?2 個 32 位數據寄存器（GPIOx_IDR 和 GPIOx_ODR）。

?1 個 32 位置位/復位寄存器 (GPIOx_BSRR)、

?1 個 32 位鎖定寄存器(GPIOx_LCKR)

?2 個 32 位復用功能選擇寄存器（GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL）。

GPIO工作方式（寄存器設置GPIO工作方式）

n4種輸入模式

q浮空輸入（沒有上下拉電阻）

q上拉輸入（有上拉電阻）

q下拉輸入（有下拉電阻）

q模擬輸入

n4種輸出模式

q開漏輸出（帶上拉或者下拉）

q開漏復用功能（帶上拉或者下拉）

q推挽式輸出（帶上拉或者下拉）

q推挽是復用功能（帶上拉或者下拉）

n4種最大輸出速度

q2MHZ

q25MHZ

q50MHZ

q100MHZ

注意點：

開漏輸出只能輸出0（低電平），若想出輸出1（高電平），需要外部接上拉電阻（類似到51單片機P0組）。

推挽式輸出可輸出0（低電平）或者1（高電平），這是常用模式

2、寄存器地址查找

寄存器地址 = 寄存組基地址+偏移地址

寄存器查看

三、 LED燈開發

1、理解led燈原理圖

LED0連接在PF9

PF9輸出低電平（0），燈亮；PF9輸出高電平（1），燈滅；

2、打開GPIOF組時鐘

//將第5位置1 使能GPIOF組時鐘
RCC_AHB1ENR |= (0x01< 5);

3、設置PF9燈為輸出模式輸出推挽上拉速度（50MHZ）

4、通過GPIOF_BSRR控制LED燈亮與滅

LED舉例-1

一、led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H


#include "stm32f4xx.h"





#define RCC_AHB1ENR   (*((unsigned int *)(0x40023800+0x30)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值


#define GPIOF_MODER   (*((unsigned int *)(0x40021400+0x00)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_OTYPER  (*((unsigned int *)(0x40021400+0x04)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_OSPEEDR (*((unsigned int *)(0x40021400+0x08)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_PUPDR   (*((unsigned int *)(0x40021400+0x0C)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_ODR     (*((unsigned int *)(0x40021400+0x14)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_BSRR    (*((unsigned int *)(0x40021400+0x18)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值










void Led_Init(void);


#endif

二、led.c

#include "led.h"




/*********************************
引腳說明：


LED0 -- PF9


**********************************/
void Led_Init(void)
{
  //將第5位置1  使能GPIOF組時鐘
  RCC_AHB1ENR |= (0x01< 5);

  //設置GPIOF9為輸出模式
  GPIOF_MODER &= ~(0x01< 19);  //19位清0
  GPIOF_MODER |= (0x01< 18);  //18位置1


  //設置GPIOF9為輸出推挽
  GPIOF_OTYPER &= ~(0x01< 9);  //9位清0

  //設置GPIOF9為上拉
  GPIOF_PUPDR &= ~(0x01< 19);  //19位清0
  GPIOF_PUPDR |= (0x01< 18);  //18位置1  

  //設置GPIOF9輸出速度50MHZ
  GPIOF_OSPEEDR |= (0x01< 19);  //19位置1
  GPIOF_OSPEEDR &= ~(0x01< 18);  //18位清0
}

三、main.c

#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"




// 延時函數
void delay(int n)
{
  int i,j;

  for(i=0; i< n; i++)
    for(j=0; j< 30000; j++);


}






int main(void)
{
  Led_Init();

  while(1)
  {
    //BSRR 25位置1  ODR輸出0  燈亮
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 25);
    delay(1000);

    //BSRR 9位置1  ODR輸出1  燈滅
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 9);
    delay(1000);

  }
  return 0;
}

四、作業拓展

上拉電阻和下拉電阻二者共同的作用是：避免電壓的“懸浮”，造成電路的不穩定。

1、概念：將一個不確定的信號，通過一個電阻與電源VCC相連，固定在高電平；通過一個電阻與電源GND相連，固定在低電平

2、上拉是對器件注入電流，灌電流；下拉是對引腳進行分流，拉電流；

3、當一個接有上拉電阻的IO端口設置為輸入狀態時，它的常態為高電平。

LED流水燈舉例-2

一、led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H


#include "stm32f4xx.h"





#define RCC_AHB1ENR   (*((unsigned int *)(0x40023800+0x30)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值


#define GPIOF_MODER   (*((unsigned int *)(0x40021400+0x00)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_OTYPER  (*((unsigned int *)(0x40021400+0x04)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_OSPEEDR (*((unsigned int *)(0x40021400+0x08)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_PUPDR   (*((unsigned int *)(0x40021400+0x0C)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_ODR     (*((unsigned int *)(0x40021400+0x14)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOF_BSRR    (*((unsigned int *)(0x40021400+0x18)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值


#define GPIOE_MODER   (*((unsigned int *)(0x40021000+0x00)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOE_OTYPER  (*((unsigned int *)(0x40021000+0x04)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOE_OSPEEDR (*((unsigned int *)(0x40021000+0x08)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOE_PUPDR   (*((unsigned int *)(0x40021000+0x0C)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOE_ODR     (*((unsigned int *)(0x40021000+0x14)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值
#define GPIOE_BSRR    (*((unsigned int *)(0x40021000+0x18)))  //值強制類型轉為地址，通過地址解引用，訪問地址空間的值






void Led_Init(void);








void Led0(void);
void Led1(void);
void Led2(void);
void Led3(void);
void Beep(void);


#endif

二、led.c

#include "led.h"






void Led_Init(void)
{
  //將第5位置1  使能GPIOF組時鐘
  RCC_AHB1ENR |= (0x01< _AHB1ENR |= (0x01< *********************************
引腳說明：


LED0 -- PF9


**********************************/
void Led0()
{
  //設置GPIOF9為輸出模式 
  GPIOF_MODER &= ~(0x01< MODER |= (0x01< _OTYPER &= ~(0x01< PUPDR &= ~(0x01< _PUPDR |= (0x01< OSPEEDR |= (0x01< _OSPEEDR &= ~(0x01< *********************************
引腳說明：


LED1 -- PF10


**********************************/
void Led1()
{
  //設置GPIOF10為輸出模式
  GPIOF_MODER &= ~(0x01< MODER |= (0x01< _OTYPER &= ~(0x01< PUPDR &= ~(0x01< _PUPDR |= (0x01< OSPEEDR |= (0x01< _OSPEEDR &= ~(0x01< *********************************
引腳說明：


LED2 -- PE13


**********************************/
void Led2()
{
  //將第4位置1  使能GPIOE組時鐘
  RCC_AHB1ENR |= (0x01< MODER &= ~(0x01< _MODER |= (0x01< OSPEEDR |= (0x01< _OSPEEDR &= ~(0x01< PUPDR &= ~(0x01< _PUPDR |= (0x01< OTYPER &= ~(0x01< *******************************
引腳說明：


LED3 -- PE14


**********************************/
void Led3()
{
  //設置GPIOE14為輸出模式
  GPIOE_MODER &= ~(0x01< MODER |= (0x01< _OSPEEDR |= (0x01< OSPEEDR &= ~(0x01< _PUPDR &= ~(0x01< PUPDR |= (0x01< _OTYPER &= ~(0x01<

三、main.c

#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"




void delay(int n)
{
  int i,j;

  for(i=0; i< n; i++)
    for(j=0; j< 30000; j++);


}




int main(void)
{
  Led_Init();
  while(1)
  {
    //BSRR 25位置1  ODR輸出0  Led0燈亮
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 25);
    delay(1000);

    //BSRR 9位置1  ODR輸出1  燈滅
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 9);
    //delay(1000);

    //BSRR 26位置1  ODR輸出0  Led1燈亮
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 26);
    delay(1000);

    //BSRR 10位置1  ODR輸出1  燈滅
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 10);
    //delay(1000);

    //BSRR 29位置1  ODR輸出0  Led2燈亮
    GPIOE_BSRR |= (0x01< 29);
    delay(1000);

    //BSRR 13位置1  ODR輸出1  燈滅
    GPIOE_BSRR |= (0x01< 13);
    //delay(1000);

    //BSRR 30位置1  ODR輸出0  Led3燈亮
    GPIOE_BSRR |= (0x01< 30);
    delay(1000);

    //BSRR 14位置1  ODR輸出1  燈滅
    GPIOE_BSRR |= (0x01< 14);
    //delay(1000);

    //BSRR 24位置1  ODR輸出0  蜂鳴器響
    GPIOE_BSRR |= (0x01< 30);
    delay(1000);

    //BSRR 8位置1  ODR輸出1  蜂鳴器關
    GPIOE_BSRR |= (0x01< 14);

    //BSRR 24位置1  ODR輸出0  蜂鳴器響
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 8);

    delay(100);

  }


  return 0;
}

LED流水燈和蜂鳴器舉例-3

一、beep.h

#ifndef __BEEP_H
#define __BEEP_H


#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"






void Beep_Init(void);


#endif

二、beep.c

#include "beep.h"




/*********************************
引腳說明：


Beep -- PF8


**********************************/




void Beep_Init(void)
{
  //將第5位置1  使能GPIOF組時鐘
  RCC_AHB1ENR |= (0x01< _MODER &= ~(0x03< MODER |= (0x01< _OTYPER &= ~(0x01< PUPDR &= ~(0x03< _OSPEEDR |= (0x01< OSPEEDR |= (0x01<

三、main.c

#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"


void delay(int n)
{
  int i,j;

  for(i=0; i< n; i++)
    for(j=0; j< 30000; j++);


}




int main(void)
{
  Beep_Init();

  while(1)
  {
    //BSRR 24位置1  ODR輸出0  蜂鳴器響
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 8);

    delay(100);

    //BSRR 8位置1  ODR輸出1  蜂鳴器關
    GPIOF_BSRR |= (0x01< 24);
    delay(1000);
  }


  return 0;
}