单片机

学习STM32单片机的时候,总是能遇到“堆栈”这个概念。分享本文,希望对你理解堆栈有帮助。

对于了解一点汇编编程的人,就可以知道,堆栈是内存中一段连续的存储区域,用来保存一些临时数据。堆栈操作由PUSH、POP两条指令来完成。而程序内存可以分为几个区:

  • 栈区(stack)

  • 堆区(Heap)

  • 全局区(static)

  • 文字常亮区程序代码区

程序编译之后,全局变量,静态变量已经分配好内存空间,在函数运行时,程序需要为局部变量分配栈空间,当中断来时,也需要将函数指针入栈,保护现场,以便于中断处理完之后再回到之前执行的函数。
栈是从高到低分配,堆是从低到高分配。

普通单片机与STM32单片机中堆栈的区别

普通单片机启动时,不需要用bootloader将代码从ROM搬移到RAM。

但是STM32单片机需要。

这里我们可以先看看单片机程序执行的过程,单片机执行分三个步骤:

  • 取指令

  • 分析指令

  • 执行指令

根据PC的值从程序存储器读出指令,送到指令寄存器。然后分析执行执行。这样单片机就从内部程序存储器去代码指令,从RAM存取相关数据。

RAM取数的速度是远高于ROM的,但是普通单片机因为本身运行频率不高,所以从ROM取指令慢并不影响。

而STM32的CPU运行的频率高,远大于从ROM读写的速度。所以需要用bootloader将代码从ROM搬移到RAM。

使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

其实堆栈就是单片机中的一些存储单元,这些存储单元被指定保存一些特殊信息,比如地址(保护断点)和数据(保护现场)。

如果非要给他加几个特点的话那就是:

  • 这些存储单元中的内容都是程序执行过程中被中断打断时,事故现场的一些相关参数。如果不保存这些参数,单片机执行完中断函数后就无法回到主程序继续执行了。

  • 这些存储单元的地址被记在了一个叫做堆栈指针(SP)的地方。

结合STM32的开发讲述堆栈

从上面的描述可以看得出来,在代码中是如何占用堆和栈的。可能很多人还是无法理解,这里再结合STM32的开发过程中与堆栈相关的内容来进行讲述。

如何设置STM32的堆栈大小?

在基于MDK的启动文件开始,有一段汇编代码是分配堆栈大小的。

1.png

这里重点知道堆栈数值大小就行。还有一段AREA(区域),表示分配一段堆栈数据段。数值大小可以自己修改,也可以使用STM32CubeMX数值大小配置,如下图所示。

2.png

STM32F1默认设置值0x400,也就是1K大小。

Stack_Size EQU 0x400

函数体内局部变量:

void Fun(void){ char i; int Tmp[256]; //...}

局部变量总共占用了256*4 + 1字节的栈空间。所以,在函数内有较多局部变量时,就需要注意是否超过我们配置的堆栈大小。

函数参数:

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)

这里要强调一点:传递指针只占4字节,如果传递的是结构体,就会占用结构大小空间。提示:在函数嵌套,递归时,系统仍会占用栈空间。

堆(Heap)的默认设置0x200(512)字节。

Heap_Size EQU 0x200

大部分人应该很少使用malloc来分配堆空间。虽然堆上的数据只要程序员不释放空间就可以一直访问,但是,如果忘记了释放堆内存,那么将会造成内存泄漏,甚至致命的潜在错误。

MDK中RAM占用大小分析

经常在线调试的人,可能会分析一些底层的内容。这里结合MDK-ARM来分析一下RAM占用大小的问题。在MDK编译之后,会有一段RAM大小信息:

3.png

这里4+6=1640,转换成16进制就是0x668,在进行在调试时,会出现:

4.png

这个MSP就是主堆栈指针,一般我们复位之后指向的位置,复位指向的其实是栈顶:

5.png

而MSP指向地址0x20000668是0x20000000偏移0x668而得来。具体哪些地方占用了RAM,可以参看map文件中【Image Symbol Table】处的内容:

6.png

来源:嵌入式Linux

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围观 15

5V来自于TTL电平。5为True,0为False,之后用了压降更低的PN节,衍生出了3.3这个电平。

12V和24V来自于汽车电瓶,早年乘用车又12V和24V两个系统,现在一般小型车12V,商用车24V,再究其由来应该是铅酸电池。

所以3.3V和5V一般出现在信号电路或者单片机等VCC供电,而12V/24V一般出现在低压动力电,例如主板、显卡、轴流风机、监控器。硬件决定系统基础,如果锂电池早点应用的话估计还会有3.7/7.4这个系统。

为什么很多单片机的工作电压是5v?

因为大多数芯片都是5V的TTL电平,要做到电平兼容,电平匹配,避免要电平转换操作,所有很多单片机的工作电压都是5V。早期(196x)的晶体管电路(TTL)单管的压降是0.7V。一个电路里经常有多个晶体管串联。比如4管串联,电源至少保证0.7x4=2.8v才能保证电路正常工作。所以最早有3V 5V等标准。后来LM7805(197x)电源IC出来以后,5V成了事实标准。

TTL指的是TTL电平,0~5V之间,小于0.2V输出低电平,高于3.4V输出高电平。全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路,是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路,应用较早,技术已比较成熟。TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管,晶体三极管)和电阻构成,具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列,后来出现了74H系列,74L系列,74LS,74AS,74ALS等系列。

但是由于TTL功耗大等缺点,正逐渐被CMOS电路取代。TTL输出高电平》2.4V,输出低电平《0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平:输入高电平》=2.0V,输入低电平《=0.8V,噪声容限是0.4V。

为什么很多都是5V,而且有大量电源芯片支持的也是5V。

电压浮动为5%,而电压标准,在A/D当中使用,标准应该是5.12V。

1.png

因为512 是2的N次方,这样A/D 的每一个字都是一个整数,当作为无符号计算的时候,更简单,但是没见到哪个成品用这个电压的,大部分都是5V,为什么不用呢?

因为做5.12的标准电压成本会成倍增长。5V与5.12V精度差别在百倍,小数点后0.12V,基本很难做到高精度标准电压,市场通用电压为5V,上浮一定百分比。

2008年11月发布的STC12系列单片机数据手册中,STC12C系列的单片机电压范围是3.3~5.5V;STC12L系列的单片机电压范围是2.2~3.6V。如果选择STC12C系列的单片机,只要单片机的工作频率不是太高,使用3.7V供电是没有任何顾虑的,官方声称单片机的抗干扰能力可以达到4000V,但实际应用说法不一。

2.png

大多数单片机都是 TTL 电平,各自的高低电平定义不一样;

当电源电压为5V时:51,AVR单片机是5V;

当电源电压为3.3V时:51,AVR单片机高电平是3.3V;

ARM如LPC2138,电源电压只能为3.3V,IO输出高电平为3.3V;

但IO口可承受5V电压现在单片机工作电压主要有两种:一种工作在3.3V 一种工作在5V。

来源:STM32嵌入式开发

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围观 23

在本视频中,我们将讨论 PIC16F15245 系列单片机的电源管理应用。本应用中的单片机用作Raspberry Pi的电源管理器件,以在不工作时降低主单片机/微处理器的功耗。同样的概念也可以用于其他单板计算机(SBC)。

来源:Microchip微芯

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围观 10

我们公司的产品会根据客户需求和建议,不定期升级(优化bug、增删功能),这个时候软件版本就显得很重要了。

不知道大家平时开发项目有没有在软件中加入版本信息?我看最近有小伙伴在讨论相关问题,就来简单分享一下。

方法其实有很多,但基本原理都是在指定存储区域(Flash)中写入软件版本信息,这里讲述其中一种比较常见的方法。

实现方法

本文分享一个常用,也是最基础的小技巧:在Keil MDK环境下,通过软件代码,直接映射到并存储到Flash指定地址。

包含:软件版本、编译日期、编译时间,代码如下:

#define VERINFO_ADDR_BASE   (0x0800FF00) //存放FLASH的地址

const char Software_Ver[] __attribute__((at(VERINFO_ADDR_BASE + 0x00)))  = "Software: 1.0.0";
const char Compiler_Date[] __attribute__((at(VERINFO_ADDR_BASE + 0x40))) = "Date: "__DATE__;
const char Compiler_Time[] __attribute__((at(VERINFO_ADDR_BASE + 0x60))) = "Time: "__TIME__;

这个代码大家能看懂么? 

原理很简单,也有类似其他写入Flash地址的方法(这里暂不讲述)。 

这里面包含几个重要知识点,下面给大家描述一下。

__attribute__ 语法

attribute,翻译为“属性”,在C语言中,是一个关键字,语法格式为:

__attribute__ ((attribute-list))

__attribute__ 可以设置函数属性(Function Attribute )、变量属性(Variable Attribute )和类型属性(Type Attribute )。 

这部分内容,大家可以不用深入理解,知道这么用即可。要深入理解,网上也有很多学习资源。 C语言标准定义

在代码中:

const char Compiler_Date[] __attribute__((at(VERINFO_ADDR_BASE + 0x40))) = "Date: "__DATE__;
const char Compiler_Time[] __attribute__((at(VERINFO_ADDR_BASE + 0x60))) = "Time: "__TIME__;

你会看到__DATE__ 和 __TIME__表示的日期和时间。 

其实,这两个是C语言特殊的标准定义。

__DATE__:编译时刻的日期字符串 如“Apr 13 2021”__TIME__:编译时刻的时间字符串  如”20:00:00“ 

除了这两个,其实还有很多类似的标准定义,比如:

__FILE__ :正在编译文件的文件名

__LINE__ :正在编译文件的行号

__STDC__:判断该文件是不是标准C程序 

在Keil MDK中,默认情况下,源文件不修改,只编译一次。

因此,为了编译版本、日期和时间正确,需要进行设置:总是编译。

如下设置:

1.png

固件大小

生成的Hex文件会对没有使用的Falsh用0x00进行填充,比如:

2.png

填充0x00之后,这个hex就相对很大,因此,有两种方法减少hex固件大小。

1、存放FLASH的地址,要设置在合适的位置,如果代码量只有1K,你这只在偏移50K地址,这样偏移太多。

#define VERINFO_ADDR_BASE   (0x0800FF00) //存放FLASH的地址

2、网上还有一个方法,修改“ROM大小”:

3.png

该小之后,发现真的把0x00去掉了:

4.png

这两种方法,其实有一定风险的,如果代码量不断增加,可能会出现问题。所以,大家要主要设置Flash地址。

来源:嵌入式专栏(作者 | strongerHuang)

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围观 23

Holtek新推出触控Flash MCU具NFC读写器功能产品BS65F2042,具备充足的系统资源,使用I²C通信控制减少与主控MCU的接线数量,并且提供侦测时序调控功能,解决触控按键与NFC干扰问题。适合智能门锁、门禁应用、智能家电、玩具等应用产品。

1.jpg

BS65F2042提供16个高抗干扰能力的触控键,可通过CS (Conductive Susceptibility) 10V动态测试,最多26个I/O可整合Buzzer及LED显示功能。NFC读写器功能提供13.56MHz RFID可支持ISO14443A、ISO14443B协议,RF输出电流最大230mA可增加感应距离,并且支持低功耗的卡片侦测功能。

Holtek提供完整的函数库及软硬件开发工具,协助客户快速应用于各式产品。封装提供46-pin QFN。

来源:Holtek

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围观 10

*实例1:使用P3口流水点亮8位LED

#include//包含单片机寄存器的头文件 / 函数功能:延时一段时间

void delay(void)
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<250;i++)
for(j=0;j<250;j++)
;
}
/ 函数功能:主函数
void main(void)
{
while(1)
{
P3=0xfe; //第一个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0xfd; //第二个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0xfb; //第三个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0xf7; //第四个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0xef; //第五个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0xdf; //第六个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0xbf; //第七个灯亮
delay(); //调用延时函数
P3=0x7f; //第八个灯亮
delay(); //调用延时函数
} / /
}

*实例2:通过对P3口地址的操作流水点亮8位LED

#include//包含单片机寄存器的头文件

sfr x=0xb0; //P3口在存储器中的地址是b0H, 通过sfr可定义8051内核单片机
//的所有内部8位特殊功能寄存器,对地址x的操作也就是对P1口的操作
/
函数功能:延时一段时间
/
void delay(void)
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<250;i++)
for(j=0;j<250;j++)
; //利用循环等待若干机器周期,从而延时一段时间
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
while(1)
{
x=0xfe; //第一个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0xfd; //第二个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0xfb; //第三个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0xf7; //第四个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0xef; //第五个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0xdf; //第六个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0xbf; //第七个灯亮
delay(); //调用延时函数
x=0x7f; //第八个灯亮
delay(); //调用延时函数
}
}

*实例3:用不同数据类型控制灯闪烁时间

#include//包含单片机寄存器的头文件

/
函数功能:用整形数据延时一段时间
/
void int_delay(void) //延时一段较长的时间
{
unsigned int m; //定义无符号整形变量,双字节数据,值域为0~65535 for(m=0;m<36000;m++)
; //空操作
}
/
函数功能:用字符型数据延时一段时间
/
void char_delay(void) //延时一段较短的时间
{
unsigned char i,j; //定义无符号字符型变量,单字节数据,值域0~255 for(i=0;i<200;i++)
for(j=0;j<180;j++)
; //空操作
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
while(1)
{
for(i=0;i<3;i++)
{
P1=0xfe; //P1.0口的灯点亮
int_delay(); //延时一段较长的时间
P1=0xff; //熄灭
int_delay(); //延时一段较长的时间
}
for(i=0;i<3;i++)
{
P1=0xef; //P1.4口的灯点亮
char_delay(); //延时一段较长的时间
} P1=0xff; //熄灭 char_delay(); //延时一段较长的时间 } }

*实例4:用单片机控制第一个灯亮

#include//包含51单片机寄存器定义的头文件

void main(void)
{
P1=0xfe; //P1=1111 1110B,即P1.0输出低电平
}

*实例5:用单片机控制一个灯闪烁:认识单片机的工作频率 #include//包含单片机寄存器的头文件

*实例6:将 P1口状态分别送入P0、P2、P3口:认识I/O口的引脚功能

#include//包含单片机寄存器的头文件
/ 函数功能:主函数 (C语言规定必须有也只能有1个主函数) /
void main(void)
{
while(1) //无限循环
{
P1=0xff; // P1=1111 1111B,熄灭LED
P0=P1; // 将 P1口状态送入P0口
P2=P1; // 将 P1口状态送入P2口
P3=P1; // 将 P1口状态送入P3口
}
}

*实例7:用P0口、P1 口分别显示加法和减法运算结果 

#include

void main(void)
{
unsigned char m,n;
m=43; //即十进制数2x16+11=43
n=60; //即十进制数3x16+12=60
P1=m+n; //P1=103=0110 0111B,结果P1.3、P1.4、P1.7 口的灯被点亮 P0=n-m; //P0=17=0001 0001B,结果P0.0、P0.4的灯被熄灭 }

*实例8:用P0、P1口显示乘法运算结果

#include//包含单片机寄存器的头文件

void main(void)
{
unsigned char m,n;
unsigned int s;
m=64;
n=71;
s=m n; //s=64 71=4544,需要16位二进制数表示,高8位送P1口,低8位送P0口
//由于4544=17 256+192=H3 16 16 16+H2 16 16+H1 16+H0
//两边同除以256,可得17+192/256=H3 16+H2+(H1 16+H0)/256
//因此,高8位16进制数H3 16+H2必然等于17,即4544除以256的商
//低8位16进制数H1 16+H0必然等于192,即4544除以256的余数
P1=s/256; //高8位送P1口 ,P1=17=11H=0001 0001B, P1.0和P1.4口灭,其余亮
P0=s%256; //低8位送P0口 , P3=192=c0H=1100 0000B,P3.1,P3.6,P3.7口灭,其余亮
}

*实例9:用P1、P0口显示除法运算结果

#include//包含单片机寄存器的头文件

void main(void)
{
P1=36/5; //求整数
P0=((36%5) 10)/5; //求小数
while(1)
; //无限循环防止程序“跑飞”

}

*实例10:用自增运算控制P0口8位LED流水花样

#include//包含单片机寄存器的头文件

/
函数功能:延时一段时间
/
void delay(void)
{
unsigned int i;
for(i=0;i<20000;i++)
;
}
/ 函数功能?:主函数
/ void main(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<255;i++) //注意i的值不能超过255
{
P0=i; //将i的值送P0口
delay(); //调用延时函数
}

}

*实例11:用P0口显示逻辑"与"运算结果 #include//包含单片机寄存器的头文件

void main(void)

{
P0=(4>0)&&(9>0xab);//将逻辑运算结果送P0口
while(1)
; //设置无限循环,防止程序“跑飞”
}

*实例12:用P0口显示条件运算结果

#include//包含单片机寄存器的头文件 void main(void)

{
P0=(8>4)?8:4;//将条件运算结果送P0口,P0=8=0000 1000B while(1)
; //设置无限循环,防止程序“跑飞”
}

*实例13:用P0口显示按位"异或"运算结果 

#include//包含单片机寄存器的头文件

void main(void)

{
P0=0xa2^0x3c;//将条件运算结果送P0口,P0=8=0000 1000B while(1)
; //设置无限循环,防止程序“跑飞”
}

*实例14:用P0显示左移运算结果

#include//包含单片机寄存器的头文件 void main(void)

{
P0=0x3b<<2;//将左移运算结果送P0口,P0=1110 1100B=0xec while(1)
; //无限循环,防止程序“跑飞”
}
*实例15:"万能逻辑电路"实验

#include//包含单片机寄存器的头文件

sbit F=P1^4; //将F位定义为 P1.4
sbit X=P1^5; //将X位定义为 P1.5
sbit Y=P1^6; //将Y位定义为 P1.6
sbit Z=P1^7; //将Z位定义为 P1.7
void main(void)
{
while(1)
{
F=((~X)&Y)|Z; //将逻辑运算结果赋给F
;
}
}

*实例16:用右移运算流水点亮P1口8位LED 

#include//包含单片机寄存器的头文件

/
函数功能:延时一段时间
/
void delay(void)
{
unsigned int n;
for(n=0;n<30000;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
while(1)
{
P1=0xff;
delay();
for(i=0;i<8;i++)//设置循环次数为8
{
P1=P1>>1; //每次循环P1的各二进位右移1位,高位补0 delay(); //调用延时函数
}
}
}

*实例17:用if语句控制P0口8位LED的流水方向

 #include//包含单片机寄存器的头文件

sbit S1=P1^4; //将S1位定义为P1.4
sbit S2=P1^5; //将S2位定义为P1.5
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
while(1)
}
{ if(S1==0) //如果按键S1按下 P0=0x0f; //P0口高四位LED点亮 if(S2==0) //如果按键S2按下 P0=0xf0; //P0口低四位LED点亮 }

*实例18:用swtich语句的控制P0口8位LED的点亮状态 

#include//包含单片机寄存器的头文件

sbit S1=P1^4; //将S1位定义为P1.4
/
函数功能:延时一段时间
/
void delay(void)
{
unsigned int n;
for(n=0;n<10000;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
i=0; //将i初始化为0
while(1)
{
if(S1==0) //如果S1键按下
{
delay(); //延时一段时间
if(S1==0) //如果再次检测到S1键按下
i++; //i自增1
if(i==9) //如果i=9,重新将其置为1
i=1;
}
switch(i) //使用多分支选择语句
{
}
} case 1: P0=0xfe; //第一个LED亮 break; case 2: P0=0xfd; //第二个LED亮 break; case 3:P0=0xfb; //第三个LED亮 break; case 4:P0=0xf7; //第四个LED亮 break; case 5:P0=0xef; //第五个LED亮 break; case 6:P0=0xdf; //第六个LED亮 break; case 7:P0=0xbf; //第七个LED亮 break; case 8:P0=0x7f; //第八个LED亮 break; default: //缺省值,关闭所有LED P0=0xff; }

*实例19:用for语句控制蜂鸣器鸣笛次数

#include//包含单片机寄存器的头文件 sbit sound=P3^7; //将sound位定义为P3.7 / 函数功能:延时形成1600Hz音频

/ void delay1600(void)
{
unsigned char n;
for(n=0;n<100;n++)
;
}
/ 函数功能:延时形成800Hz音频
/ void delay800(void)
{
unsigned char n;
for(n=0;n<200;n++)
;
}
/ 函数功能:主函数
/ void main(void)
{
unsigned int i;
while(1)
{
for(i=0;i<830;i++)
{
sound=0; //P3.7输出低电平 delay1600();
sound=1; //P3.7输出高电平 delay1600();
}
for(i=0;i<200;i++)
{
sound=0; //P3.7输出低电平 delay800();
sound=1; //P3.7输出高电平 delay800();
}
}
}

*实例20:用while语句控制LED

#include//包含单片机寄存器的头文件 / 函数功能:延时约60ms (3 100 200=60000μs) / void delay60ms(void)

{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<100;m++)
for(n=0;n<200;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
while(1) //无限循环
{
i=0; //将i初始化为0
while(i<0xff) //当i小于0xff(255)时执行循环体 {
P0=i; //将i送P0口显示
delay60ms(); //延时
i++; //i自增1
}
}
}

*实例21:用do-while语句控制P0口8位LED流水点亮 

#include//包含单片机寄存器的头文件

/
函数功能:延时约60ms (3 100 200=60000μs)
/
void delay60ms(void)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<100;m++)
for(n=0;n<200;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
do
{
P0=0xfe; //第一个LED亮
delay60ms();
}
P0=0xfd; //第二个LED亮 delay60ms(); P0=0xfb; //第三个LED亮 delay60ms(); P0=0xf7; //第四个LED亮 delay60ms(); P0=0xef; //第五个LED亮 delay60ms(); P0=0xdf; //第六个LED亮 delay60ms(); delay60ms(); P0=0xbf; //第七个LED亮 delay60ms(); P0=0x7f; //第八个LED亮 delay60ms(); }while(1); //无限循环,使8位LED循环流水点亮

*实例22:用字符型数组控制P0口8位LED流水点亮 

#include//包含单片机寄存器的头文件

/
函数功能:延时约60ms (3 100 200=60000μs)
/
void delay60ms(void)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<100;m++)
for(n=0;n<200;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
unsigned char code Tab[ ]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //定义无符号字符型数组
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P0=Tab[i];//依次引用数组元素,并将其送P0口显示
delay60ms();//调用延时函数
}
}
}

*实例23:用P0口显示字符串常量

#include//包含单片机寄存器的头文件

/
函数功能:延时约150ms (3 200 250=150 000μs=150ms
/
void delay150ms(void)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<200;m++)
for(n=0;n<250;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char str[]={"Now,Temperature is :"}; //将字符串赋给字符型全部元素赋值
unsigned char i;
while(1)
{
i=0; //将i初始化为0,从第一个元素开始显示
while(str[i]!='\0') //只要没有显示到结束标志'\0'
{
P0=str[i]; //将第i个字符送到P0口显示
delay150ms(); //调用150ms延时函数
i++; //指向下一个待显字符
}
}
}

*实例24:用P0 口显示指针运算结果

#include

void main(void)
{
unsigned char p1, p2; //定义无符号字符型指针变量p1,p2 unsigned char i,j; //定义无符号字符型数据
i=25; //给i赋初值25
j=15;
p1=&i; //使指针变量指向i ,对指针初始化
p2=&j; //使指针变量指向j ,对指针初始化
P0= p1+ p2; // p1+ p2相当于i+j,所以P0=25+15=40=0x28
//则P0=0010 1000B,结果P0.3、P0.5引脚LED熄灭,其余点亮 while(1)
; //无限循环,防止程序“跑飞”
}

*实例25:用指针数组控制P0口8位LED流水点亮 

#include

/
函数功能:延时约150ms (3 200 250=150 000μs=150ms
/
void delay150ms(void)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<200;m++)
for(n=0;n<250;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char code Tab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsigned char p[ ]={&Tab[0],&Tab[1],&Tab[2],&Tab[3],&Tab[4],&Tab[5], &Tab[6],&Tab[7]};
unsigned char i; //定义无符号字符型数据
while(1)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
P0= p[i];
delay150ms();
}
}
}

*实例26:用数组的指针控制P0 口8 位LED流水点亮

 #include

/
函数功能:延时约150ms (3 200 250=150 000μs=150ms
/
void delay150ms(void)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<200;m++)
for(n=0;n<250;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
unsigned char Tab[ ]={0xFF,0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF, 0x7F,0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE, 0xFE,0xFC,0xFB,0xF0,0xE0,0xC0,0x80,0x00, 0xE7,0xDB,0xBD,0x7E,0x3C,0x18,0x00,0x81, 0xC3,0xE7,0x7E,0xBD,0xDB,0xE7,0xBD,0xDB}; //流水灯控制码
unsigned char p; //定义无符号字符型指针
p=Tab; //将数组首地址存入指针p
while(1)
{
for(i=0;i<32;i++) //共32个流水灯控制码
{
P0= (p+i); // (p+i)的值等于a[i]
}
delay150ms(); //调用150ms延时函数 } }

*实例27:用P0 、P1口显示整型函数返回值 

#include

/ 函数功能:计算两个无符号整数的和
/ unsigned int sum(int a,int b)
{
unsigned int s;
s=a+b;
return (s);
}
/ 函数功能:主函数
/ void main(void)
{
unsigned z;
z=sum(2008,2009);
P1=z/256; //取得z的高8位
P0=z%256; //取得z的低8位
while(1)
;
}

*实例28:用有参函数控制P0口8位LED流水速度 

#include

/ 函数功能:延时一段时间
/ void delay(unsigned char x)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<x;m++)< span>
for(n=0;n<200;n++)
;
}
/
函数功能:主函数
/
void main(void)
{
unsigned char i;
unsigned char code Tab[ ]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F}; //流水灯控制码
while(1)
{
//快速流水点亮LED
for(i=0;i<8;i++) //共8个流水灯控制码
{
P0=Tab[i];
delay(100); //延时约60ms, (3 100 200=60 000μs) }
//慢速流水点亮LED
for(i=0;i<8;i++) //共8个流水灯控制码
{
P0=Tab[i];
delay(250); //延时约150ms, (3 250 200=150 000μs) }
}
}

来源:51单片机学习网

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围观 7

单片机执行指令

我们来思考一个问题,当我们在编程器中把一条指令写进单片机内部,然后取下单片机,单片机就可以执行这条指令。那么这条指令一定保存在单片机的某个地方,并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失,这是个什么地方呢?

这个地方就是单片机内部的只读存储器即ROM(READ ONLY MEMORY)。为什么称它为只读存储器呢?刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗?原来在89C51中的ROM是一种电可擦除的ROM,称为FLASH ROM,刚才我们是用的编程器,在特殊的条件下由外部设备对ROM进行写的操作,在单片机正常工作条件下,只能从那面读,不能把数据写进去,所以我们还是把它称为ROM。

单片机数的本质和物理现象

我们知道,计算机可以进行数学运算,这令我们非常难以理解,它们只是一些电子元器件,怎么可以进行数学运算呢?

我们人类做数学题如37+45是这样做的,先在纸上写37,然后在下面写45,然后大脑运算最后写出结果,运算的原材料是37和45,结果是82都是写在纸上的,计算机中又是放在什么地方呢?

为了解决这个问题,先让我们做一个实验:这里有一盏灯,我们知道灯要么亮,要么不亮,就有两种状态,我们可以用‘0’和‘1’来代替这两种状态:规定亮为‘1’、不亮为‘0’。

现在放上三盏灯,一共有几种状态呢?我们列表来看一下:000 / 001 / 010 / 011 / 100 / 101 / 110 / 111。我们来看,这个000 / 001 / 101 不就是我们学过的的二进制数吗?本来,灯的亮和灭只是一种物理现象,可当我们把它们按一定的顺序排好后,灯的亮和灭就代表了数字了。

让我们再抽象一步,灯为什么会亮呢?是因为输出电路输出高电平,给灯通了电。因此,灯亮和灭就可以用电路的输出是高电平还是低电平来替代了。这样,数字就和电平的高、低联系上了。

单片机数位的含义

通过上面的实验我们已经知道:一盏灯亮或者说一根线的电平的高低,可以代表两种状态:0和1,实际上这就是一个二进制位。

因此我们就把一根线称之为一“位”,用BIT表示。

单片机字节的含义

一根线可以表示0和1,两根线可以表达00 / 01 / 10 / 11四种状态,也就是可以表达0~3,而三根可以表达0~7,计算机中通常用8根线放在一起,同时计数,就可以表示0~255一共256种状态。

这8根线或者8位就称之为一个字节(BYTE)。

单片机存储器的构造

存储器就是用来存放数据的地方。它是利用电平的高低来存放数据的,也就是说,它存放的实际上是电平的高、低,而不是我们所习惯认为的1234这样的数字,这样,我们的一个谜团就解开了。

一个存储器就象一个个的小抽屉,一个小抽屉里有八个小格子,每个小格子就是用来存放“电荷”的,电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉。至于电荷在小格子里是怎样存的,就不用我们操心了,你可以把电线想象成水管,小格子里的电荷就象是水,那就好理解了。存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方,我们称之为一个“单元”。

有了这么一个构造,我们就可以开始存放数据了,想要放进一个数据12,也就是00001100,我们只要把第二号和第三号小格子里存满电荷,而其它小格子里的电荷给放掉就行了。

可是问题出来了,一个存储器有好多单元,线是并联的,在放入电荷的时候,会将电荷放入所有的单元中,而释放电荷的时候,会把每个单元中的电荷都放掉。这样的话,不管存储器有多少个单元,都只能放同一个数,这当然不是我们所希望的。因此,要在结构上稍作变化。

需要在每个单元上有个控制线,想要把数据放进哪个单元,就把一个信号给这个单元的控制线,这个控制线就把开关打开,这样电荷就可以自由流动了。而其它单元控制线上没有信号,所以开关不打开,不会受到影响。

这样,只要控制不同单元的控制线,就可以向各单元写入不同的数据了。同样,如果要从某个单元中取数据,也只要打开相应的控制开关就行了。

单片机存储器的译码

那么,我们怎样来控制各个单元的控制线呢?这个还不简单,把每个单元的控制线都引到集成电路的外面不就行了吗?

事情可没那么简单,一片27512存储器中有65536个单元,把每根线都引出来,这个集成电路就得有6万多个脚?不行,怎么办?要想法减少线的数量。

有一种方法称这为译码,简单介绍一下:一根线可以代表2种状态,2根线可以代表4种状态,3根线可以代表8种,256种状态又需要几根线代表?8根线,所以65536种状态我们只需要16根线就可以代表了。

单片机存储器的选片概念

至此,译码的问题解决了,让我们再来关注另外一个问题。送入每个单元的八根线是用从什么地方来的呢?它就是从计算机上接过来的,一般地,这八根线除了接一个存储器之外,还要接其它的器件。

这样问题就出来了,这八根线既然不是存储器和计算机之间专用的,如果总是将某个单元接在这八根线上,就有问题出现了:比如这个存储器单元中的数值是0FFH另一个存储器的单元是00H,那么这根线到底是处于高电平,还是低电平?怎样分辩?

办法很简单,当外面的线接到集成电路的引脚进来后,不直接接到各单元去,中间再加一组开关就行了。平时我们让开关打开着,如果确实是要向这个存储器中写入数据,或要从存储器中读出数据,再让开关接通就行了。

这组开关由三根引线选择:读控制端、写控制端和片选端。要将数据写入片中,先选中该片,然后发出写信号,开关就合上了,并将传过来的数据(电荷)写入片中。如果要读,先选中该片,然后发出读信号,开关合上,数据就被送出去了。

读和写信号同时还接入到另一个存储器,但是由于片选端不同,所以虽有读或写信号,但没有片选信号,所以另一个存储器不会“误会”而开门,造成冲突。那么会不同时选中两片芯片呢?

只要是设计好的系统就不会,因为它是由计算控制的,而不是我们人来控制的,如果真的出现同时出现选中两片的情况,那就是电路出了故障了,这不在我们的讨论之列。

单片机的总线概念

从上面的介绍中我们已经看到,用来传递数据的八根线并不是专用的,而是很多器件大家共用的。

所以我们称之为数据总线,总线英文名为BUS,总即公交车道,谁也可以走。而十六根地址线也是连在一起的,称之为地址总线。

来源:STM32嵌入式开发

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围观 18

最近有网友大概问了这样的问题:单片机项目偶尔经常出现异常,不知道是程序跑飞了,还是进入某个死循环了。

因为发生概率比较低,也没有规律,所以没办法在线调试查找问题。

结合这个问题,给大家分享一下用ST-LINK Utility识别单片机程序是否跑飞。

利用ST-LINK Utility查看内核运行状态

做想要知道单片机是否跑飞,可以利用ST-LINK Utility查看内核运行状态。

利用STM32 ST-LINK Utility工具中Hot Plug热插拔模式,查看内核运行状态。

1.STM32 ST-LINK Utility模式说明

即设置中三种模式选择:

1.png

主要有三种,在这个工具的用户手册中可以看到:

2.jpg

大概意思是:

Normal:常规模式

连接目标(芯片)之后,芯片复位,然后暂停(halted)。

Connect Under Reset:连接复位模式

主要用于JTAG/SWD引脚被禁用的时候。

Hot Plug:热插拔模式

连接目标芯片,不复位/重置芯片,则此时可以查看芯片状态。

2.查看内核运行状态

硬件连接好:Target -> MCU Core

3.jpg

当你的程序跑飞,内核就处于异常状态,这里可以查看MCU内核的运行状态,简单的说就可以查看PC跑到哪儿去了(你应用程序跑如果超过相应区域,说明跑飞了)。

4.png

举个例:你应用程序存储在0x08010000 --- 0x08020000 这个范围内,正常运行应用程序应该在这个范围内,但是你发现PC的值为0x08025000(不在范围内),那就说明跑飞了。

这里可以执行的操作有:运行、暂停、系统复位、内核复位、单步运行、读内核寄存器。类似于IDE中的在线调试(IDE在线调试需要有源代码,而这里不需要源代码,可直接查看PC执行到的地址)。

提示:PC:Program Counter即程序计数器寄存器,指向当前执行程序的地址,如果修改它的值,就能改变程序的执行流。(具体可以参看Cortex-M3内核寄存器所在章节)

Option Bytes选项字配置

这里额外说一下选项字配置的内容。

对Option Bytes操作常用的一个就是对Flash加密(读/写保护)。当然,读写保护可以通过程序代码实现,也可以通过这里说的选项字设置来实现。

拿F401举例:Target ->Option Bytes

5.png
STM32 ST-LINK Utility工具还有些特殊功能,可能我们不常用,比如:command line interface命令行接口、external loader developing加载外部程序等,感兴趣的朋友可以参看用户手册研究一下。
好了,本文就分享以上几点内容,希望对你们有所帮助。

来源:strongerHuang

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