STM32

开篇问大家一个问题：STM32F103默认最高主频为72M，那么，其主频可以达到80M吗？ 假如达到80M，程序能正常运行吗？

<font size="3"><strong>1、关于MCU主频</strong></font>

首先，还是简单介绍一下MCU主频。一般我们讲的电脑CPU主频，对于MCU来说，其实道理一样，都是指的CPU内核工作的时钟频率。

对于STM8，或者STM32来说，MCU的主频由硬件（晶振）和软件编程决定。

在STM32中，MCU主频一般是通过倍频来实现的。比如72M，等于8M时钟，9倍频（8 x 9 = 72）。

在STM8、32中，我们说的主频时钟和外设时钟，其实是两种不同时钟。

查看MCU「参考手册」STM8的CLK时钟控制章节，STM32的RCC复位和时钟控制章节的时钟树一目了然。

<font size="3"><strong>2、STM8主频时钟</strong></font>

在STM8「参考手册」Clock control（CLK）时钟控制章节，详细描述了STM8时钟相关的内容。

<font color="#FD8900">&nbsp; • &nbsp;高人气的STM32CubeMX软件工具扩展包STM32Cube.AI可生成优化代码，在STM32微控制器（MCU）上运行神经网络</font>
<font color="#FD8900">&nbsp; • &nbsp;STM32Cube.AI附带即用型软件函数包，包含用于识别人类活动和音频场景分类的代码示例，可立即用于意法半导体参考传感器板和移动应用程序</font>
<font color="#FD8900">&nbsp; • &nbsp;ST合作伙伴计划和STM32 AI / ML社区的优质合作伙伴为开发者提供支持服务</font>

横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体 (STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM)借助STM32系列微控制器的市场领导地位，扩展了STM32微控制器开发生态系统STM32CubeMX，增加了先进的人工智能（AI）功能。

<strong>一、背景</strong>

如果你正为项目的处理器而进行艰难的选择：一方面抱怨16位单片机有限的指令和性能，另一方面又抱怨32位处理器的高成本和高功耗，那么，基于 ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器也许能帮你解决这个问题。使你不必在性能、成本、功耗等因素之间做出取舍和折衷。

即使你还没有看完STM32的产品手册，但对于这样一款融合ARM和ST技术的“新生儿”相信你和我一样不会担心这款针对16位MCU应用领域 的32位处理器的性能，但是从工程的角度来讲，除了芯片本身的性能和成本之外，你或许还会考虑到开发工具的成本和广泛度；存储器的种类、规模、性能和容量；以及各种软件获得的难易。

对于在16位MCU领域用惯专用在线仿真器（ICE）的工程师可能会担心开发工具是否能够很快的上手？开发复杂度和整体成本会不会增加？产品上市时间会不会延长？

没错，对于32位嵌入式处理器来说，随着时钟频率越来越高，加上复杂的封装形式，ICE已越来越难胜任开发工具的工作，所以在32位嵌 入式系统开发中多是采用JTAG仿真器而不是你熟悉的ICE。

波特率的计算

STM32下的波特率和串口外设时钟息息相关，USART 1的时钟来源于APB2，USART 2-5的时钟来源于APB1。在STM32中，有个波特率寄存器USART_BRR，如下：

<center><img width="600" src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-12/wen_zhang_/100016195-54462-1.png&q…; alt=""></center>

STM32串口波特率通过USART_BRR进行设置，STM32的波特率寄存器支持分数设置，以提高精确度。USART_BRR的前4位用于表示小数，后12位用于表示整数。但是它还不是我们想要设置的波特率，想要设置我们串口的波特率大小还需要进行计算。

其实有关波特率的计算是下面这一条表达式：

<font color="#FD8900">&nbsp; • &nbsp; 继意法半导体收购Draupner Graphics后，TouchGFX套件现已紧密集成在STM32Cube生态系统中</font>
<font color="#FD8900">&nbsp; • &nbsp; 高端图形界面开发工具和软件框架，支持STM32微控制器，与STM32Cube软件轻松协同操作</font>
<font color="#FD8900">&nbsp; • &nbsp; 免使用费和版税，可通过ST组织在全球获取软件和技术支持</font>

通过免费提供图形用户界面设计软件，帮助开发者创建功能丰富、画面流畅、色彩丰富、用户体验出色的图形界面，横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体 (STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM)正在扩大STM32 *微控制器（MCU）对物联网产品和其它智能设备的开发人员的吸引力。

STM32中一共有11个定时器，其中2个高级控制定时器，4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。（TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出的高级登时其，常用于三相电机的驱动，时钟由APB2的输出产生；TIM2-TIM5是普通定时器；TIM6和TIM7是基本定时器，其时钟由APB1输出产生）

本实验要实现的功能是：用普通定时器TIM2每一秒发生一次更新事件，进入中断服务程序翻转LED1的状态。

预备知识：

①　STM32通用定时器TIM2是16位自动重装载计数器。

②　向上计数模式：从0开始计数，计到自动装载寄存器（TIMx_ARR）中的数值时，清0，依次循环。

需要弄清楚的两个问题：

1. 计数器的计数频率是什么？

<strong>题目</strong>

（1）测量脉冲信号频率fo，频率范围为10Hz～2MHz，测量误差的绝对值不大于0.1%。

（2）测量脉冲信号占空比D，测量范围为10%～90%，测量误差的绝对值不大于2%。

使用官方STM32F429 Discovery开发板，主频180MHz，定时器频率90MHz。

<strong>思路一、外部中断</strong>

这种方法是很容易想到的，而且对几乎所有MCU都适用（连51都可以）。方法也很简单，声明一个计数变量TIM_cnt，每次一个上升沿/下降沿就进入一次中断，对TIM_cnt++，然后定时统计即可。如果需要占空比，那么就另外用一个定时器统计上升沿、下降沿之间的时间即可。

缺陷显而易见，当频率提高，将会频繁进入中断，占用大量时间。而当频率超过100kHz时，中断程序时间甚至将超过脉冲周期，产生巨大误差。同时更重要的是，想要测量的占空比由于受到中断程序影响，误差将越来越大。

笔者当时第一时间就把这个方案PASS了，没有相关代码（这个代码也很简单）。不过，该方法在频率较低（10kHz以下）时，可以拿来测量频率。在频率更低的情况下，可以拿来测占空比。

STM32基本系统主要有下面几个部分：

<strong>电源</strong>

&nbsp; • &nbsp;无论是否使用模拟部分和AD部分，MCU外围出去VCC和GND，VDDA、VSSA、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接，不可悬空
　　
&nbsp; • &nbsp;对于每组对应的VDD和GND都应至少放置一个104的陶瓷电容用于滤波，并接该电容应放置尽量靠近MCU

&nbsp; • &nbsp;用万用表测试供电电压是否正确，调试时最好用数字电源供电，以便过压或过流烧坏板子，电压最好一步一步从进线端测试到芯片供电端

<strong>复位、启动选择</strong>

&nbsp; • &nbsp;Boot引脚与JTAG无关。其仅是用于MCU启动后，判断执行代码的起始地址

基于STM平台且满足实时控制要求操作系统，有以下5种可供移植选择，分别为μClinux、μC/OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系统(djyos)。

下面分别介绍这五种嵌入式操作系统的特点及不足。

<font color="blue"><strong>1、μClinux</strong></font>

μClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比，μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP／IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。

μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式，分为实时进程和普通进程，分别采用先来先服务和时间片轮转调度，仅针对中低档嵌入式CPU特点进行改良，且不支持内核抢占，实时性一般。