STM32

支持了位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。在 CM3 中，有两个区中实现了位带。其中一个是 SRAM 区的最低 1MB 范围，第二个则是片内外设区的最低 1MB范围。这两个区中的地址除了可以像普通的 RAM 一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个 32 位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。

位带操作的概念其实 30 年前就有了，那还是8051 单片机开创的先河，如今，CM3 将此能力进化，这里的位带操作是 8051 位寻址区的威力大幅加强版。

CM3 使用如下术语来表示位带存储的相关地址：

位带区：支持位带操作的地址区

位带别名：对别名地址的访问最终作用到位带区的访问上（这中途有一个地址映射过程）

<font size="4" color="blue">独立看门狗（iwdg）</font>

<strong>一、简介：</strong>

其用于检测和解决由软件错误导致的故障，当计数器达到设定的超时时间值时会产生系统复位。其特点为：1、其运用的时钟是由独立的RC振荡器产生的，因此可以在待机和停止模式下运行。2、在看门狗激活后，如果递减计数器的值达到0X000时会产生系统复位。

<strong>二、功能简述：</strong>

通过向关键字寄存器（IWDG_KR）写入0XCCCC启动独立看门狗，计数器会从复位值0XFFF，递减计数，当计数器的值达到0X000时，产生复位信号。在计数值还未达到0X000时，向IWDG_KR寄存器写入0XAAAA，IWDG_RLR寄存器的值就会重装载到计时器，从而可以避免产生复位（俗称喂狗）。从而可以看出，当软件运行出问题时，在一定的时间内无法做到喂狗的功能时，就会产生系统复位，实现其对软件故障的检测和解决。

<strong>三、相关寄存器：</strong>

1、关键字寄存器：

STM32F4系列定时器输出PWM频率计算

第一步，了解定时器的时钟多少：
<center><img width="600" src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-01/wen_zhang_/100009890-33752-22.png&…; alt="STM32定时器输出PWM频率和步进电机控制速度计算"></center>

我们知道AHP总线是168Mhz的频率，而APB1和APB2都是挂在AHP总线上的。

（1）高级定时器timer1, timer8以及通用定时器timer9, timer10, timer11的时钟来源是APB2总线
（2）通用定时器timer2~timer5，通用定时器timer12~timer14以及基本定时器timer6,timer7的时钟来源是APB1总线

从STM32F4的内部时钟树可知：

<strong>一、在STM32中，有五个时钟源，为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。</strong>

①HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz。

②HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~16MHz。

③LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz。

④LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。

⑤PLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72MHz。

<strong>二、在STM32上如果不使用外部晶振，OSC_IN和OSC_OUT的接法：</strong>如果使用内部RC振荡器而不使用外部晶振，请按照下面方法处理：

①对于100脚或144脚的产品，OSC_IN应接地，OSC_OUT应悬空。

在做一款消费电子产品时，需要采集电池电压（3.3V-4.2V），同时在休眠的时候希望尽量减小待机电流。电池电压采集电路采用两个1%的300K电阻进行分压，由该电路引起的待机电路为4.2/（300+300）mA=7uA.此时比较合理（整机的待机电流要求30uA以内）。

初始设计电路如下：
<center><img width="300" src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-01/wen_zhang_/100009783-33211-111.png…; alt="STM32采集AD的输入阻抗问题"></center>

在编程采集数据时发现测试电压与实际电压有偏差，测试值总比实际值偏小一点。在软件上做补偿，把值修正了。

但是换一个板子测试的时候发现测试的电压又不准了，此时知道通过软件补偿这种方法行不通。那么只能从硬件找原因。

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rt-thread。下面分别介绍这五种嵌入式操作系统的特点及不足，通过对比，读者可以根据自己的应用需求选择合适的平台。

<strong>TOP1：μClinux</strong>

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。

RCC(Reset Clock Controller) —— 复位与时钟控制

<strong>一、复位</strong>

STM32F10xxx支持三种复位形式，分别为系统复位、上电复位和备份区域复位。

系统复位：除了时钟控制器的RCC_CSR寄存器中的复位标志位和备份区域中的寄存器以外，系统
复位将复位所有寄存器至它们的复位状态。

电源复位：将复位除了备份区域外的所有寄存器。

I2C总线是由NXP（原PHILIPS）公司设计，有十分简洁的物理层定义，其特性如下：

• 只要求两条总线线路：一条串行数据线SDA，一条串行时钟线SCL；

• 每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址，主机可以作为主机发送器或主机接收器；

• 它是一个真正的多主机总线，如果两个或更多主机同时初始化，数据传输可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏；

• 串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s；

• 连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制。

本文选用了意法半导体公司基于ARM最新Cortex—M3内核的STM32F103RB作为主控芯片，通过选择合适的液晶模块，构建了一个高性能低功耗的中文人机界面系统。

<strong>1、系统的工作原理</strong>

本系统以STM32F103RBT6为核心，采用晶彩光电的AM240320TFT液晶屏作为显示器，完成内容的显示，由于STM32F103RBT6内部Flash为128K，如果用来储存汉字字库，对芯片资源是一种极大的浪费，所以本文中采用微控制器外挂SPI接口Flash的设计思路，将不用重复改变的中文字库存放在外部Flash芯片里面，需要时再通过SPI口调入处理器。由于STM32F103RBT6不带有FSMC，所以采用软件模拟总线的方法，完成对液晶模块的驱动。

<strong>2、系统硬件设计</strong>

2.1、供电部分电路

本文提到的有以下内容：

• 时钟系统与总线矩阵
• SysTick系统定时器
• RTC实时时钟
• 看门狗定时器
• 通用定时器

<strong>一、时钟系统与总线矩阵</strong>

stm32F4的时钟树如下图所示：
<center><img width="600" src="http://mcu.eetrend.com/files/2017-12/wen_zhang_/100009561-32395-11.png&…; alt="stm32之时钟控制"></center>
在STM32中，有五个时钟源，为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。