8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Программирование stm32f4discovery – Начинаем изучать Cortex-M на примере STM32 / Habr

IAR + CMSIS — DiMoon Electronics

Это вторая часть цикла статей про микроконтроллеры STM32F1xxx, начало тут. Здесь мы поговорим о библиотеке CMSIS, зачем она нужна, где взять и как ее подключить к своему проекту. Все стати цикла будут находиться здесь: http://dimoon.ru/category/obuchalka/stm32f1

Введение

Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) содержит описание всех регистров микроконтроллера, таблицу векторов прерываний и некоторый стартовый код, который выполняется перед передачей управления функции main(). Вообще говоря, СMSIS является необязательным компонентом проекта, однако, в этом случае придется самому заботиться об огромном количестве вещей. Кроме того, эта библиотека позволяет писать в некоторой степени переносимый код с одного микроконтроллера, на другой.

Качаем CMSIS

В данный момент CMSIS поставляется совместно с STM32Cube MCU Package. Скачать его можно на странице выбранного микроконтроллера (там, где качали даташит, Reference manual и так далее), называется STM32CubeF1:

Для скачивания нужно зарегистрироваться у них на сайте. Феее, ну и нафига они это сделали?:\ Оставлю ка я ссылку на архив в конце статьи, чтоб не возится во всеми этими регистрациями. Но все же лучше скачать актуальную версию библиотеки на официальном сайте. Весит архив к стати довольно много, 97 метров.

Создаем проект в IAR ARM

Теперь проводим небольшую подготовительную работу по созданию проекта в IAR ARM. Запускаем среду IAR Embedded Workbench:

В IAR-e все проекты (Projects) находятся внутри Workspace-а, причем количество проектов в одном воркспейсе может быть несколько.

Выбираем Project->Create New Project…

В открывшемся окне выбираем тип проекта: C->main:

Нажимаем ОК, набираем какое-нибудь имя (в моем случае test_proj) и сохраняем в какой-нибудь папке:

Проект создан. После этого выбираем File->Save All и в открывшемся окне набираем имя нашего Workspace-а, его можно назвать так же, как и проект.

Теперь нам надо настроить проект под конкретный микроконтроллер, а именно STM32F103C8. Нажимаем правой кнопкой мыши на названии нашего проекта и выбираем пункт Options…

В разделе General Options на вкладке Target выбираем наш микроконтроллер:

Далее настаиваем уровень оптимизации компиляции. При отладке иногда натыкался на некоторые проблемы при высоком уровне оптимизации, поэтому советую в C/C++ Compiler на вкладке Optimizations ставить None или на крайняк Low:

Складывать все файлы исходников в корень проекта не очень хорошая идея, в дальнейшем будет трудно ориентироваться среди кучи файлов, поэтому для CMSIS создадим одноименную папку CMSIS . Но нам необходимо указать компилятору путь, где искать исходники. Для этого на вкладке Preprocessor надо указать путь к папке с библиотекой. Чтоб не указывать абсолютные пути, в IAR-е существует переменная $PROJ_DIR$, в которой хранится путь к папке с проектом:

$PROJ_DIR$\ $PROJ_DIR$\CMSIS\

$PROJ_DIR$\

$PROJ_DIR$\CMSIS\

Первая строчка указывает на корень проекта, где лежит main.c, это вроде как не обязательно, но пусть будет, вторая на будущую папку с CMSIS. Обращаем внимание на стрелки прокрутки вкладок, выделил синим:

Теперь отладчик. В разделе Debugger на вкладке Setup выбираем ST-LINK, который идет в комплекте с отладочными платами Discovery:

и на вкладке Download ставим галочку Use flash loader(s):

После этого в разделе ST-LINK выбираем тип интерфейса подключения, у нас по SWD:

Фух, проект настроили. Нажимаем OK для сохранения изменений.

После этого идем в каталог с проектом и создаем там папку CMSIS, в нее мы будем складывать файлы библиотеки CMSIS:

Библиотека CMSIS

Архив с STM32CubeF1 скачали, разархивировали. В нем содержится много разных вещей: документация, примеры для отладочных плат, драйверы HAL и сам CMSIS, который нам и нужен. CMSIS расположен в .\STM32Cube_FW_F1_V1.6.0\Drivers\CMSIS.

Вначале идем в .\CMSIS\Device\ST\STM32F1xx\Include:

У нас тут куча .h файлов для разных микроконтроллеров, но чего-нибудь наподобие stm32f103x8.h не видно. Открываем stm32f1xx.h. Там есть вот такая вещь:

#if !defined (STM32F100xB) && !defined (STM32F100xE) && !defined (STM32F101x6) && \ !defined (STM32F101xB) && !defined (STM32F101xE) && !defined (STM32F101xG) && !defined (STM32F102x6) && !defined (STM32F102xB) && !defined (STM32F103x6) && \ !defined (STM32F103xB) && !defined (STM32F103xE) && !defined (STM32F103xG) && !defined (STM32F105xC) && !defined (STM32F107xC) /* #define STM32F100xB */ /*!< STM32F100C4, STM32F100R4, STM32F100C6, STM32F100R6, STM32F100C8, STM32F100R8, STM32F100V8, STM32F100CB, STM32F100RB and STM32F100VB */ /* #define STM32F100xE */ /*!< STM32F100RC, STM32F100VC, STM32F100ZC, STM32F100RD, STM32F100VD, STM32F100ZD, STM32F100RE, STM32F100VE and STM32F100ZE */ /* #define STM32F101x6 */ /*!< STM32F101C4, STM32F101R4, STM32F101T4, STM32F101C6, STM32F101R6 and STM32F101T6 Devices */ /* #define STM32F101xB */ /*!< STM32F101C8, STM32F101R8, STM32F101T8, STM32F101V8, STM32F101CB, STM32F101RB, STM32F101TB and STM32F101VB */ /* #define STM32F101xE */ /*!< STM32F101RC, STM32F101VC, STM32F101ZC, STM32F101RD, STM32F101VD, STM32F101ZD, STM32F101RE, STM32F101VE and STM32F101ZE */ /* #define STM32F101xG */ /*!< STM32F101RF, STM32F101VF, STM32F101ZF, STM32F101RG, STM32F101VG and STM32F101ZG */ /* #define STM32F102x6 */ /*!< STM32F102C4, STM32F102R4, STM32F102C6 and STM32F102R6 */ /* #define STM32F102xB */ /*!< STM32F102C8, STM32F102R8, STM32F102CB and STM32F102RB */ /* #define STM32F103x6 */ /*!< STM32F103C4, STM32F103R4, STM32F103T4, STM32F103C6, STM32F103R6 and STM32F103T6 */ /* #define STM32F103xB */ /*!< STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103T8, STM32F103V8, STM32F103CB, STM32F103RB, STM32F103TB and STM32F103VB */ /* #define STM32F103xE */ /*!< STM32F103RC, STM32F103VC, STM32F103ZC, STM32F103RD, STM32F103VD, STM32F103ZD, STM32F103RE, STM32F103VE and STM32F103ZE */ /* #define STM32F103xG */ /*!< STM32F103RF, STM32F103VF, STM32F103ZF, STM32F103RG, STM32F103VG and STM32F103ZG */ /* #define STM32F105xC */ /*!< STM32F105R8, STM32F105V8, STM32F105RB, STM32F105VB, STM32F105RC and STM32F105VC */ /* #define STM32F107xC */ /*!< STM32F107RB, STM32F107VB, STM32F107RC and STM32F107VC */ #endif

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

#if !defined (STM32F100xB) && !defined (STM32F100xE) && !defined (STM32F101x6) && \

    !defined (STM32F101xB) && !defined (STM32F101xE) && !defined (STM32F101xG) && !defined (STM32F102x6) && !defined (STM32F102xB) && !defined (STM32F103x6) && \

    !defined (STM32F103xB) && !defined (STM32F103xE) && !defined (STM32F103xG) && !defined (STM32F105xC) && !defined (STM32F107xC)

  /* #define STM32F100xB  */   /*!< STM32F100C4, STM32F100R4, STM32F100C6, STM32F100R6, STM32F100C8, STM32F100R8, STM32F100V8, STM32F100CB, STM32F100RB and STM32F100VB */

  /* #define STM32F100xE */    /*!< STM32F100RC, STM32F100VC, STM32F100ZC, STM32F100RD, STM32F100VD, STM32F100ZD, STM32F100RE, STM32F100VE and STM32F100ZE */

  /* #define STM32F101x6  */   /*!< STM32F101C4, STM32F101R4, STM32F101T4, STM32F101C6, STM32F101R6 and STM32F101T6 Devices */

  /* #define STM32F101xB  */   /*!< STM32F101C8, STM32F101R8, STM32F101T8, STM32F101V8, STM32F101CB, STM32F101RB, STM32F101TB and STM32F101VB */

  /* #define STM32F101xE */    /*!< STM32F101RC, STM32F101VC, STM32F101ZC, STM32F101RD, STM32F101VD, STM32F101ZD, STM32F101RE, STM32F101VE and STM32F101ZE */

  /* #define STM32F101xG  */   /*!< STM32F101RF, STM32F101VF, STM32F101ZF, STM32F101RG, STM32F101VG and STM32F101ZG */

  /* #define STM32F102x6 */    /*!< STM32F102C4, STM32F102R4, STM32F102C6 and STM32F102R6 */

  /* #define STM32F102xB  */   /*!< STM32F102C8, STM32F102R8, STM32F102CB and STM32F102RB */

  /* #define STM32F103x6  */   /*!< STM32F103C4, STM32F103R4, STM32F103T4, STM32F103C6, STM32F103R6 and STM32F103T6 */

  /* #define STM32F103xB  */   /*!< STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103T8, STM32F103V8, STM32F103CB, STM32F103RB, STM32F103TB and STM32F103VB */

  /* #define STM32F103xE */    /*!< STM32F103RC, STM32F103VC, STM32F103ZC, STM32F103RD, STM32F103VD, STM32F103ZD, STM32F103RE, STM32F103VE and STM32F103ZE */

  /* #define STM32F103xG  */   /*!< STM32F103RF, STM32F103VF, STM32F103ZF, STM32F103RG, STM32F103VG and STM32F103ZG */

  /* #define STM32F105xC */    /*!< STM32F105R8, STM32F105V8, STM32F105RB, STM32F105VB, STM32F105RC and STM32F105VC */

  /* #define STM32F107xC  */   /*!< STM32F107RB, STM32F107VB, STM32F107RC and STM32F107VC */  

#endif

Обращаем внимание на строчку:

/* #define STM32F103xB */ /*!< STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103T8, STM32F103V8, STM32F103CB, STM32F103RB, STM32F103TB and STM32F103VB */

/* #define STM32F103xB  */   /*!< STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103T8, STM32F103V8, STM32F103CB, STM32F103RB, STM32F103TB and STM32F103VB */

Ага, STM32F103C8 тут есть. Значит для нашего микроконтроллера подойдут исходники, от B версии: STM32F103xB. Запомним это. Из этой папки копируем в CMSIS проекта следующие файлы:

stm32f1xx.h stm32f103xb.h system_stm32f1xx.h

stm32f1xx.h

stm32f103xb.h

system_stm32f1xx.h

Далее переходим в .\CMSIS\Device\ST\STM32F1xx\Source\Templates и отсюда забираем файл system_stm32f1xx.c

После нам нужен стартап-файл. Заходим в .\CMSIS\Device\ST\STM32F1xx\Source\Templates\iar.

Там нас так же ждет большое количество файлов и мы так же ищем тот, который оканчивается на xBstartup_stm32f103xb.s. Копируем его в $PROJ_DIR$\CMSIS\.

Затем переходим в .\CMSIS\Include и забираем вот эти 3 файла:

core_cm3.h core_cmFunc.h core_cmInstr.h

core_cm3.h

core_cmFunc.h

core_cmInstr.h

Так как в STM32F103C8 микропроцессорное ядро Cortex M3, то и берем соответствующие исходники.

Итого 8 файлов:

  1. stm32f1xx.h
  2. stm32f103xb.h
  3. system_stm32f1xx.h
  4. system_stm32f1xx.c
  5. startup_stm32f103xb.s
  6. core_cm3.h
  7. core_cmFunc.h
  8. core_cmInstr.h

Вот так это должно выглядеть в папке $PROJ_DIR$\CMSIS:

Теперь эти файлы надо добавить в обозреватель проекта в IAR-е. Для удобства создадим группу с одноименным названием CMSIS. Нажимаем правой кнопкой мыши на названии проекта и выбираем

Add->Add Group…

Вводим название группы и нажимаем OK:

После этого в группу CMSIS добавляем файлы из папки CMSIS:

В открывшемся диалоге выбираем все файлы и нажимаем Открыть:

В результате получаем вот это:

После этого открываем файл stm32f1xx.h и раскомментируем стоку с #define STM32F103xB:

#if !defined (STM32F100xB) && !defined (STM32F100xE) && !defined (STM32F101x6) && \ !defined (STM32F101xB) && !defined (STM32F101xE) && !defined (STM32F101xG) && !defined (STM32F102x6) && !defined (STM32F102xB) && !defined (STM32F103x6) && \ !defined (STM32F103xB) && !defined (STM32F103xE) && !defined (STM32F103xG) && !defined (STM32F105xC) && !defined (STM32F107xC) /* #define STM32F100xB */ /*!< STM32F100C4, STM32F100R4, STM32F100C6, STM32F100R6, STM32F100C8, STM32F100R8, STM32F100V8, STM32F100CB, STM32F100RB and STM32F100VB */ /* #define STM32F100xE */ /*!< STM32F100RC, STM32F100VC, STM32F100ZC, STM32F100RD, STM32F100VD, STM32F100ZD, STM32F100RE, STM32F100VE and STM32F100ZE */ /* #define STM32F101x6 */ /*!< STM32F101C4, STM32F101R4, STM32F101T4, STM32F101C6, STM32F101R6 and STM32F101T6 Devices */ /* #define STM32F101xB */ /*!< STM32F101C8, STM32F101R8, STM32F101T8, STM32F101V8, STM32F101CB, STM32F101RB, STM32F101TB and STM32F101VB */ /* #define STM32F101xE */ /*!< STM32F101RC, STM32F101VC, STM32F101ZC, STM32F101RD, STM32F101VD, STM32F101ZD, STM32F101RE, STM32F101VE and STM32F101ZE */ /* #define STM32F101xG */ /*!< STM32F101RF, STM32F101VF, STM32F101ZF, STM32F101RG, STM32F101VG and STM32F101ZG */ /* #define STM32F102x6 */ /*!< STM32F102C4, STM32F102R4, STM32F102C6 and STM32F102R6 */ /* #define STM32F102xB */ /*!< STM32F102C8, STM32F102R8, STM32F102CB and STM32F102RB */ /* #define STM32F103x6 */ /*!< STM32F103C4, STM32F103R4, STM32F103T4, STM32F103C6, STM32F103R6 and STM32F103T6 */ #define STM32F103xB /*!< STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103T8, STM32F103V8, STM32F103CB, STM32F103RB, STM32F103TB and STM32F103VB */ /* #define STM32F103xE */ /*!< STM32F103RC, STM32F103VC, STM32F103ZC, STM32F103RD, STM32F103VD, STM32F103ZD, STM32F103RE, STM32F103VE and STM32F103ZE */ /* #define STM32F103xG */ /*!< STM32F103RF, STM32F103VF, STM32F103ZF, STM32F103RG, STM32F103VG and STM32F103ZG */ /* #define STM32F105xC */ /*!< STM32F105R8, STM32F105V8, STM32F105RB, STM32F105VB, STM32F105RC and STM32F105VC */ /* #define STM32F107xC */ /*!< STM32F107RB, STM32F107VB, STM32F107RC and STM32F107VC */ #endif

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

#if !defined (STM32F100xB) && !defined (STM32F100xE) && !defined (STM32F101x6) && \

    !defined (STM32F101xB) && !defined (STM32F101xE) && !defined (STM32F101xG) && !defined (STM32F102x6) && !defined (STM32F102xB) && !defined (STM32F103x6) && \

    !defined (STM32F103xB) && !defined (STM32F103xE) && !defined (STM32F103xG) && !defined (STM32F105xC) && !defined (STM32F107xC)

  /* #define STM32F100xB  */   /*!< STM32F100C4, STM32F100R4, STM32F100C6, STM32F100R6, STM32F100C8, STM32F100R8, STM32F100V8, STM32F100CB, STM32F100RB and STM32F100VB */

  /* #define STM32F100xE */    /*!< STM32F100RC, STM32F100VC, STM32F100ZC, STM32F100RD, STM32F100VD, STM32F100ZD, STM32F100RE, STM32F100VE and STM32F100ZE */

  /* #define STM32F101x6  */   /*!< STM32F101C4, STM32F101R4, STM32F101T4, STM32F101C6, STM32F101R6 and STM32F101T6 Devices */

  /* #define STM32F101xB  */   /*!< STM32F101C8, STM32F101R8, STM32F101T8, STM32F101V8, STM32F101CB, STM32F101RB, STM32F101TB and STM32F101VB */

  /* #define STM32F101xE */    /*!< STM32F101RC, STM32F101VC, STM32F101ZC, STM32F101RD, STM32F101VD, STM32F101ZD, STM32F101RE, STM32F101VE and STM32F101ZE */

  /* #define STM32F101xG  */   /*!< STM32F101RF, STM32F101VF, STM32F101ZF, STM32F101RG, STM32F101VG and STM32F101ZG */

  /* #define STM32F102x6 */    /*!< STM32F102C4, STM32F102R4, STM32F102C6 and STM32F102R6 */

  /* #define STM32F102xB  */   /*!< STM32F102C8, STM32F102R8, STM32F102CB and STM32F102RB */

  /* #define STM32F103x6  */   /*!< STM32F103C4, STM32F103R4, STM32F103T4, STM32F103C6, STM32F103R6 and STM32F103T6 */

#define STM32F103xB     /*!< STM32F103C8, STM32F103R8, STM32F103T8, STM32F103V8, STM32F103CB, STM32F103RB, STM32F103TB and STM32F103VB */

  /* #define STM32F103xE */    /*!< STM32F103RC, STM32F103VC, STM32F103ZC, STM32F103RD, STM32F103VD, STM32F103ZD, STM32F103RE, STM32F103VE and STM32F103ZE */

  /* #define STM32F103xG  */   /*!< STM32F103RF, STM32F103VF, STM32F103ZF, STM32F103RG, STM32F103VG and STM32F103ZG */

  /* #define STM32F105xC */    /*!< STM32F105R8, STM32F105V8, STM32F105RB, STM32F105VB, STM32F105RC and STM32F105VC */

  /* #define STM32F107xC  */   /*!< STM32F107RB, STM32F107VB, STM32F107RC and STM32F107VC */  

#endif

Далее пишем следующий main:

#include "stm32f1xx.h" int main() { return 0; }

#include "stm32f1xx.h"

 

int main()

{

  return 0;

}

Выбираем Project->Make. Если все сделали правильно, то получаем сообщение об успешной компиляции проекта:

Вот мы и научились подключать CMSIS к нашему проекту. В следующей статье мы продолжим изучение микроконтроллеров STM32 😉 Продолжение тут.

Ссылки:

STM32CubeF1: https://yadi.sk/d/E0BHVVrj3ZuZ9o

Пустой проект для STM32F103C8 на GitHub: https://github.com/DiMoonElec/stm32f103c8_empty_project

Все статьи цикла: http://dimoon.ru/category/obuchalka/stm32f1

dimoon.ru

Система тактирования — DiMoon Electronics

Первое, с чем необходимо разобраться перед дальнейшим изучением микроконтроллеров STM32, является система управления тактированием и сбросом, именуемая RCC. В этой статье мы рассмотрим, как правильно настроить микроконтроллер на работу от внешнего кварцевого резонатора на 8 МГц. Все статьи цикла можно посмотреть тут: http://dimoon.ru/category/obuchalka/stm32f1

Система тактирования в STM32 в сравнении с микроконтроллерами AVR выполнена довольно замысловато. Давайте разбираться.

Содержание:

  • Шины
  • Генераторы
  • Тактирование периферии
  • Источники сигнала SYSCLK
  • HSE и PLL
  • Что еще?
  • Заключение

Шины

У микроконтроллеров STM32 все периферийные устройства (порты ввода-вывода, таймеры, интерфейсы SPI, и т.д.) подключены к так называемым шинам, через которые периферия получает тактовый сигнал и обменивается данными с ведущими устройствами шины (например, с процессором).

В STM32F103x8 три основных шины: AHB, APB1 и APB2. На каждой из шин висит определенная группа устройств:

  • AHB: процессорное ядро, память и DMA;
  • APB1: USART2, USART3, I2C1/2, CAN, таймеры TIM2..4;
  • APB2: порты GPIO, АЦП, USART1, TIM1, SPI1.

В даташите на STM32F103x8 есть блок-схема, в которой указано, какая периферия куда подключена:

Рис. 1. Блок-схема микроконтроллеров STM32F103x8 и STM32F103xB

Схема на рис. 1 поначалу может казаться сложной и непонятной, это нормально, со временем все в голове уложится и ощущение непонимания исчезнет.

А еще есть вот такая таблица, в которой так же указаны периферийные устройства и шины, к которым они подключены:

Рис. 2. Таблица шин и периферийных устройств

Можно заметить, что на рис. 2 возле названия шины (AHB, APB1 и APB2) в скобках указана ее максимальная частота. Так как периферийные устройства получают тактовый сигнал от шины, ее частота задает скорость работы подключенных к данной шине устройств. Далее мы рассмотрим, как настроить частоту каждой из шин микроконтроллера.

Еще одной особенностью системы тактирования STM32 является то, что после сигнала сброса микроконтроллера вся периферия находится в отключенном состоянии и на нее не подается тактовый сигнал. Это сделано с целью снижения энергопотребления всего микроконтроллера. Перед началом работы с любым периферийным устройством необходимо разрешить подачу на него тактового сигнала. Как это сделать рассмотрим далее.

Итак, вот основные тезисы, которые необходимо запомнить:

  1. Все периферийные устройства в микроконтроллерах STM32 подключены к шинам (AHB, APB1 и APB2), через которые производится взаимодействие с устройствами и подача на них тактовых сигналов;
  2. Шины микроконтроллера STM32 могут иметь разные частоты тактирования;
  3. Перед началом работы с периферийным устройством необходимо разрешить подачу на него тактового сигнала.

Генераторы

В микроконтроллерах STM32F103x8/B присутствует несколько генераторов тактового сигнала:

Рис. 3. Блок-схема системы тактирования, красными прямоугольниками выделены генераторы тактовых сигналов

Первый из них — встроенный RC-генератор на 8 МГц, который называется High-speed internal (HSI) RC oscillator. После сброса микроконтроллер по-умолчанию тактируется как раз от этого генератора. Основным его плюсом является то, что для работы генератора не нужны ни какие дополнительные внешние компоненты. Однако его минус — плохая стабильность генерируемой частоты: при изменении температуры окружающей среды его частота в 8 МГц будет немного плыть. Для нетребовательных ко временнЫм интервалам устройств это может быть не критично, но в некоторых случаях данная особенность является недопустимой.

Следующий — High-speed external (HSE). Этот генератор является альтернативой HSI. Для его работы нужен внешний кварцевый резонатор на частоту 4-16 МГц. Его главным преимуществом в сравнении с HSI является стабильность генерируемой частоты. Так же, при определенной настройке, вывод OSC_IN можно подключить к источнику готового прямоугольного тактового сигнала без использования резонатора.

Далее Low-speed external (LSE). Этот генератор так же требует внешнего кварцевого резонатора, но только на 32768 Гц. LSE используется только для тактирования встроенных часов реального времени RTC, с помощью которых можно вести отсчет текущего времени, если это нужно.

Последний генератор — это Low-speed internal (LSI) RC oscillator. Это встроенный RC-генератор на 40 КГц. Он не отличается особой точностью, однако у него есть очень важная задача: генерация тактового сигнала для сторожевого таймера МК, который перезапустит систему в случае зависания. А еще от LSI можно тактировать RTC, но скорее всего это ни кто делать не будет 😉

Тактирование периферии

Процессорное ядро и основная часть периферии использует тактовый сигнал SYSCLK.

Рис. 4. Распределение тактового сигнала SYSCLK

После делителя AHB Prescaler тактовый сигнал распределяется между шинами микроконтроллера. Сигнал HCLK поступает в процессорное ядро, память и периферию шины AHBFCLK так же идет в ядро. Через фиксированный делитель на 8 тактирование подается на системный таймер Cortex System timer. Делитель APB1 Prescaler формирует сигнал тактирования устройств шины APB1, а APB2 Prescaler для устройств APB2

Тут правда есть небольшая особенность формирования тактового сигнала для таймеров и АЦП.

Рис. 5. Распределение тактового сигнала шины APB1 между устройствами 

Рис. 6. Распределение тактового сигнала шины APB2 между устройствами 

Тактовый сигнал на таймеры подается следующим образом. Если делитель шины (APB1 Prescaler или APB2 Prescaler) установлен в единицу, то частота тактирования тактирования таймеров (TIMXCLK или TIM1CLK) будет равна частоте шины. Но, если делитель не равен единице, то частота тактирования таймеров будет в 2 раза больше частоты шины (см. рис. 5, 6). Вот так 😉 А для АЦП есть свой собственный делитель, который из частоты тактирования шины APB2 формирует сигнал ADCCLK (рис. 6).

Думаю, следует еще обратить внимание на вот эти элементы блок-схемы:

Рис. 7

Это есть ни что иное, как устройства подачи тактового сигнала на конкретную периферию (логические элементы 2И). Попробую перерисовать один из них так, чтоб было понятнее, что это и как оно работает:

Рис. 8. 

У каждого периферийного модуля в специальном регистре есть свой бит (SPI1EN, IOPAEN, IOABEN и так далее), при установке которого в единицу разрешается подача на него тактового сигнала. На рис. 8 я привел пример только для тактового сигнала PCLK2 шины APB2, для остальных сигналов (HCLK, PCLK1, TIMXCLK, TIM1CLK) все то же самое.

Источники сигнала SYSCLK

Итак, теперь мы знаем, что основным тактовым сигналом в микроконтроллерах STM32 является SYSCLK. Давайте теперь разберемся, как его получить. В нашем распоряжении 3 варианта: генераторы HSI, HSE и модуль PLL:

Рис. 9. Источники сигнала SYSCLK

После сброса микроконтроллера в качестве источника сигнала SYSCLK по-умолчанию устанавливается встроенный RC-генератор HSI. Прохождение тактового сигнала для этого случая представлено на рис. 10, значения по-умолчанию всех делителей обвел кружочком:

Рис. 10. Конфигурация системы тактирования по-умолчанию

А теперь давайте посчитаем значения всех частот в конфигурации по-умолчанию. Частоты HCLK, FCLK, PCLK1, TIMXCLK, PCLK2, TIM1CLK будут равны 8 МГц, частота Cortex System timer равна 1 МГц, а ADCCLK 4 Мгц.

Если мы хотим задействовать HSE-генератор, то картина будет следующей:

Рис. 11. Выбор генератора HSE в качестве источника тактирования SYSCLK

При использовании кварцевого резонатора на 8 МГц все системные частоты будут такими же, что и в предыдущем случае. Разница только в одном: при использовании генератора HSE стабильность частот лучше, чем при использовании HSI. Однако, если мы хотим получить максимальную производительность всей системы, то нужно в качестве источника SYSCLK использовать блок умножения частоты PLL.

HSE и PLL

В микроконтроллерах STM32 модуль PLL может тактироваться как от HSI генератора, так и от HSE. Существует огромное количество вариантов настройки тактирования системы от PLL. Мы остановимся только на одном, в котором используется HSE и все коэффициенты настроены на максимальную производительность системы:

Рис. 12. Схема прохождения тактового сигнала при использовании PLL совместно с HSE

Кварцевый резонатор выбираем на 8 МГц. Далее, сигнал с HSE без деления (настраивается битом PLLXTPRE) поступает на селектор PLLSRC и потом на PLL. Для того, чтобы из 8-и МГц получить 72 МГц, коэффициент умножения PLL должен быть равен PLLMUL=9. Далее, сигнал с PLL частотой 72 МГц через селектор SW поступает на SYSCLK. Так как процессорное ядро мы хотим тактировать максимальной частотой в 72 МГц, AHB Prescaler устанавливаем равный единице (без деления). Для получения частоты шины APB1, равной 36 МГц, APB1 Prescaler ставим равным 2. Шина APB2 имеет максимальную частоту 72 МГц, следовательно, APB2 Prescaler можно установить в 1.

Итого:

  • Кварц HSE на 8 МГц
  • PLLXTPRE: без деления
  • PLLSRC: HSE генератор
  • PLLMUL = 9
  • SW = PLLCLK
  • AHB Prescaler = 1
  • APB1 Prescaler = 2
  • APB2 Prescaler = 1

Что еще?

Здесь мы не рассмотрели еще некоторые блоки системы тактирования, о которых хочется упомянуть.

Clock security system (CSS) — переводится примерно как «система безопасности тактирования». Если, при использовании генератора HSE в качестве источника тактового сигнала для SYSCLK или PLL, произойдет срыв генерации HSE, то CSS автоматически переключит всю систему на работу от встроенного RC-генератора HSI. Таким образом, если что-то случится с кварцем, система не зависнет намертво в неопределенном состоянии, а сможет выполнить какие-то действия, например, перевести объект управления в безопасное состояние (закрыть все вентили, отключить силовые установки, и т.д.)

Модуль часов реального времени RTC может тактироваться от встроенного LSI генератора на 40 КГц, от HSE через делитель на 128, либо от LSE с внешним кварцем на 32768 Гц. Источник тактовых импульсов выбирается с помощью RTCSEL.

Модуль USB получает тактовый сигнал от PLL, причем при частоте на выходе PLL равной 72 МГц есть возможность активировать USB Prescaler с коэффициентом деления 1.5 для получения необходимой частоты 48 МГц.

Microcontroller clock output (MCO) — вывод микроконтроллера, на который можно вывести частоту от одного из источников сигнала: SYSCLK, HSE, HSI либо сигнал с выхода PLL, поделенный пополам. Нужный источник выбирается с помощью битов MCO.

Заключение

Итак, мы рассмотрели основные моменты в системе тактирования микроконтроллеров STM32 на примере STM32F103x8 и STM32F103xB. В других микроконтроллерах STM32 примерно все то же самое, за исключением некоторых нюансов. В следующей части мы познакомимся с регистрами системы тактирования и сброса RCC и рассмотрим пример инициализации RCC.

Продолжение тут.

dimoon.ru

STM32F4DISCOVERY - знакомство с возможностями

STM32F4DISCOVERY - это отладочная плата, которая была создана для того, чтобы можно было удобнее изучать микроконтроллеры серии STM32F4. Она включает в себя  все необходимое для  того, чтобы  быстрее приступить к освоению 32-битных ARM-микроконтроллеров STM32F407VGT6 семейства Cortex-M4.

 

На плате установлены:

  • 32-битный ARM-микроконтроллер STM32F407VGT6 семейства Cortex-M4 (Частота: до 168 МГц.  Память программ (Flash): 1 МБайт. ОЗУ (RAM): 196 Кбайт. Возможность отладки по JTAG или SWD).
  •  Отладчик и программатор ST-Link/V2 для отладки и прошивки микроконтроллера STM32F407VGT6 размещен на самой плате STM32F4DISCOVERY и есть возможность переключать его на программирование и отладку других плат и контролллеров. через выведеный разъём SWD и перемычки.
  •  Выводы для подачи внешнего питания +5V и  возможность запитки других устройств от +5V и +3V.
  •  Кнопка сброса (RESET) микроконтроллера STM32F407VGT6.
  •  Четыре светодиода и одна кнопка, доступные для программирования.
  •  Все выводы микроконтроллера выведены по бокам платы штырьками по два ряда
  •  3х-осевой цифровой акселерометр на MEMS-датчике движения LIS302DL, MEMS – микроэлектромеханические системы
  •  цифровой MEMS-микрофон на MP45DT02. MEMS – микроэлектромеханические системы
  •  аудио-ЦАП со встроенным драйвером динамиков класса D на CS43L22
  •  разъём micro-USB для USB OTG.

 

Для подачи напряжения питания на плату STM32F4 Discovery используется разъём mini-USB от программатора/отладчика ST-Link.  При наличии напряжения питания горит светодиод LD2. Светодиод LD1 показывает работу программатора ST-Link.

Если плату с заводской прошивкой подключить через разъём micro-USB для USB OTG к компьютеру, то она будет вести себя как джойстик класса USB HID.

Официальная страница, посвященная отладочной плате STM32F4DISCOVERY, размещается на сайте производителя STMicroelectronics по адресу www.st.com/stm32f4-discovery

Расширение функциональных возможностей происходит за счет дополнительных модулей, описание которых есть на www.st.com/stm32f4dis-expansion.  К STM32F4 Discovery можно подключить Ethernet, ЖК-дисплей и другие фишечки.

.

firsthand.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *