STM32学习手记(5):数据的保存与毁灭!(二) -
[导读]三、外部引脚中断使用 这里描述的仅仅只是诸多可能性中的一种,并不表示以下内容全部正确,因为Contex的中断和8位单片机的相比,真的是太复杂了。 我想要实现的功能 PD0,PD1,PD2作为输入管脚,使用它们的
三、外部引脚中断使用 本文引用地址: http://www.21ic.com/app/mcu/201301/156947.htm 这里描述的仅仅只是诸多可能性中的一种,并不表示以下内容全部正确,因为Contex的中断和8位单片机的相比,真的是太复杂了。 我想要实现的功能 PD0,PD1,PD2作为输入管脚,使用它们的下降沿触发,分别令PD8,PD9,PD10管脚上的电平取反。 实现的过程 (1)管脚配置:这个不复杂,分别把PD0…PD2配置成Float Input,将PD8…PD10配置成推挽输出即可,这里不再写出源代码。 (2)外部中断线配置: 这里需要说明,在STM32内部有19条外部中断线,但是它们并不完全确定连接到哪些位置。其中EXTI0线可以和以下这些引脚连接: 其他的就不一一列举了,16条线分别可能和一组I/O中的16条引线连接在一起。这是通过EXTIO[3:0]这组寄存器来设置的。那么用STM32的库编程的话,库函数是什么,在什么位置呢?(以 3.1.2库为例) 设置管脚与中断线连接的函数不在STM 32f10x_exti.c中,而是在STM 32f10x_gpio.c中。 void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource) {…… } 参数是两个字节型变量,分别指定端口,及端口中指定的管脚,这些当然也是有预定义的。这些预定义在STM 32f10x_gpio.h头文件中。 下面给出的例子: /*把PORTD 0,1,2三条引脚与EXT0,1,2分别相连*/ GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource0) ; GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource1) ; GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource2) ; 看了例子,如果要配置其他的管脚,应该可以依葫芦画瓢了。 这样19条外中断线就清楚了。 (3)对EXTI各引线如何中断进行设置 这些先直接给出代码: void Exti_Config(void) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2; //哪些线将被配置 EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断模式还是事件模式 /*typedef enum { EXTI_Mode_Interrupt = 0x00, EXTI_Mode_Event = 0x04 }EXTIMode_TypeDef; */ EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发 /*typedef enum { EXTI_Trigger_Rising = 0x08, EXTI_Trigger_Falling = 0x 0C, EXTI_Trigger_Rising_Falling = 0x10 }EXTITrigger_TypeDef; 可见,可选的模式有3种:上升沿触发、下降沿触发、上升沿和下降沿均触发 */ EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能 如果没有这行,那么设置就无法进行了,看一看XTI_Init的代码: void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct) { …… if (EXTI_InitStruct-》EXTI_LineCmd != DISABLE) {……各种设置都在下面的代码中进行,而执行到的条件是上面那行程序; } */ EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //初始化中断 /*结构中该填写的内容都填写了,执行初始化程序*/ EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2); /* 而EXTI_Line0、EXTI_Line1、EXTI_Line2的定义则在STM 32f10x_exti.h中 #define EXTI_Line0 ((uint32_t)0x00001) /*!《 External interrupt line 0 */ #define EXTI_Line1 ((uint32_t)0x00002) /*!《 External interrupt line 1 */ #define EXTI_Line2 ((uint32_t)0x00004) /*!《 External interrupt line 2 */ */ 所以综合起来,这么写就是允许这三条线中断 } (4)还要对NVIC寄存器进行配置 void NVIC_Configuration(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); #ifdef VECT_TAB_RAM /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */ NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); #else /* VECT_TAB_FLASH */ /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */ NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0); #endif /*上面的程序代码来自于ST的例子程序,下面是我自己写的,我不知是不是会让人笑掉大牙,但以我自己的理解能力,我暂时还就只能写出这样的代码来,这其中尤其对优先级和次优先级的设定,非常的没有把握 */ /*允许EXTI0中断 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //中断通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//优先级设定 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //次优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中断 ////允许EXTI1中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //中断通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//优先级设定 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //次优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中断 ////允许EXTI2中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //中断通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//优先级设定 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //次优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中断 } 此外,这里要提醒一点: NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //中断通道 这其中的:EXTI2_IRQn是新版本的库中所使用的符号,在2.0版本(也许还有其他版本)中,是这么样来写的: NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel; 至此,配置工作完成。 随便找个ST的例子程序,打开STM 32f10x_it.c可以看到里面已先写好了一些中断处理程序,如: 如果是51单片机的话,会有个关键字:interrupt 后加个数字来说明究竟是哪一级中断,这样,中断函数的名字可以随便起。可是,这里看来,这些函数就像是普通的函数,并没有什么特别的,那么我们要增加的3个中断处理函数起什么名字呢?这回用到的工具是:Fined in File,就是下面的对话框: 以SysTick_Handler为关键字在文件中搜一下,找到线索了,原来在这里: 那么我们在STM 32f10x_it.c中写上: void EXTI0_IRQHandler(void) //这个就是处理外中断线0(目前连到PD0上)中断的代码的 { /* Clear EXTI0 bit */ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //0.17US GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_8, (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_8))); //0.5US } 余者不多言,相差无几。 至此,该解决的问题都已解决,下面就运行一下,看一看效果了。 进行软件仿真,打开Peripherals-》External Interrupt,可见下面的图: 单步执行到所有设置代码完成,可以看到变成这样: 这里的变化,对照着数据手册上的变化,可以一一解读,并不困难,这里就不再说明了。 接下来的软件仿真和硬件测试都能够达到当初的设计目标,但程序是否最优,是否存在着不合理之处,很不好说,因为STM32的中断实在是够复杂的。这个留着后面继续学习的螺旋式上升中提高吧! 四、数据的保存与毁灭-BKP功能 通过STM32库自带的例子来做,就是这个: 通过研究,大体明白了BKP的功能,简述如下: 1. BKP可以用来保存数据 BKP中包括了42个16位的寄存器,共可保存84字节的内容,它们由VBAT的供电来维挂。 2. BKP内保存的数据可以被毁灭(如果有人希望恶意得到这些数据的话,令其丢失比保护数据更重要)。STM32提供了一种称之为TAMPER的机制来完成。中文译为“侵入检测”,这需要占用一个外部引脚(PC13)。 3. 如果不用侵入检测功能,那么这个外部引脚可以用作RTC校准功能,这个稍后再研究。 4. 当有系统复位/电源复位/待机模式下被唤醒这三种情况时,BKP中的值不会丢失或被复位。 先回来研究一下STM32的复位机制。以下是数据手册的相关部分。 6.1 复位 STM 32F10xxx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。 6.1.1 系统复位 系统复位将复位除时钟控制寄存器CSR中的复位标志和备份区域中的寄存器以外的所有寄存器 当以下事件中的一件发生时,产生一个系统复位: 1.NRST管脚上的低电平(外部复位) 例如:按下板子上的RESET按钮就产生一个外部复位(属于系统复位) 2.窗口看门狗计数终止(WWDG复位) 3.独立看门狗计数终止(IWDG复位) 4.软件复位(SW复位) 5.低功耗管理复位 可通过查看RCC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源 以下是RCC_CSR的内容: 调试时不太容易区分,以下是某次调试中截到的RCC_CSR数据。 6.1.2 电源复位 当以下事件中之一发生时,产生电源复位: 1. 上电/掉电复位(POR/PDR复位) 2. 从待机模式中返回 电源复位将复位除了备份区域外的所有寄存器。(见图3) 图中复位源将最终作用于RESET管脚,并在复位过程中保持低电平。复位入口矢量被固定在地址0x0000_0004。更多细节,参阅表36。 检测可以是否上电/掉电复位可以用以下的函数: RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PORRST) 其中RCC_FLAG_PORRST也可以被替代成以下的一些符号,以检测不同的内容: ************************************************************************** 5. 如果必须要人为地令备份域复位(所有数据都被清零),那么有两种方法: a) 软件复位(操作RCC_BDCR中的BDRST位产生。);以下是RCC_BDCR中相关的内容: 6.3.9 备份域控制寄存器 (RCC_BDCR) b) VDD和VBAT均掉电,那么在VDD或都VBAT上电时将引发备分域复位(这是为了保护数据的完整性?) 6. 数据寄存器究竟是哪些呢? 那么在STM32提供的库里又是如何来用这些寄存器的呢?我们找一找,在STM 32f10x_bkp.c中,代码如下: /** * @brief Writes user data to the specified Data Backup Register. * @param BKP_DR: specifies the Data Backup Register. * This parameter can be BKP_DRx where x:[1, 42] * @param Data: data to write * @retval None */ void BKP_WriteBackupRegister(uint16_t BKP_DR, uint16_t Data) { __IO uint32_t tmp = 0; /* Check the parameters */ assert_param(IS_BKP_DR(BKP_DR)); tmp = (uint32_t)BKP_BASE; tmp += BKP_DR; *(__IO uint32_t *) tmp = Data; } 即只需要提供两个参数,第一个是BKP地址,第二个是数据,两个都是16位的数据。第二个参数没有问题,第一个参数如何提供呢?看例子中的代码: /** * @brief Writes data Backup DRx registers. * @param FirstBackupData: data to be written to Backup data registers. * @retval None */ void WriteToBackupReg(uint16_t FirstBackupData) { uint32_t index = 0; for (index = 0; index 《 BKP_DR_NUMBER; index++) { BKP_WriteBackupRegister(BKPDataReg[index], FirstBackupData + (index * 0x 5A)); } } 从上面的代码可以看到,第一个参数是用 BKPDataReg[index] 来提供的,这个又是什么东西呢?再找: uint16_t BKPDataReg[BKP_DR_NUMBER] = { BKP_DR1, BKP_DR2, BKP_DR3, BKP_DR4, BKP_DR5, BKP_DR6, BKP_DR7, BKP_DR8, BKP_DR9, BKP_DR10, BKP_DR11, BKP_DR12, BKP_DR13, BKP_DR14, BKP_DR15, BKP_DR16, BKP_DR17, BKP_DR18, BKP_DR19, BKP_DR20, BKP_DR21, BKP_DR22, BKP_DR23, BKP_DR24, BKP_DR25, BKP_DR26, BKP_DR27, BKP_DR28, BKP_DR29, BKP_DR30, BKP_DR31, BKP_DR32, BKP_DR33, BKP_DR34, BKP_DR35, BKP_DR36, BKP_DR37, BKP_DR38, BKP_DR39, BKP_DR40, BKP_DR41, BKP_DR42 }; 原来最终还是用BKP_DR**这样的格式来用的,其中的**代表的序号。即 5.4.1中的x。 7.复位后,对备份寄存器和RTC的访问被禁止,并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和RTC的访问。 ● 通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟 以下是相关代码: RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); 这个没有什么可说的,关于打开时钟,前面已多次涉及到。 ● 电源控制寄存器(PWR_CR)的DBP位来使能对后备寄存器和RTC的访问。 以下是相关代码: PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); 代码本身相当简洁,不过我们还是再深入一点点。 这个PWR_BackupAccessCmd代码如下:(在STM 32f10x_pwr.c文件中) /** * @brief Enables or disables access to the RTC and backup registers. * @param NewState: new state of the access to the RTC and backup registers. * This parameter can be: ENABLE or DISABLE. * @retval None */ void PWR_BackupAccessCmd(FunctionalState NewState) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState)); *(__IO uint32_t *) CR_DBP_BB = (uint32_t)NewState; } 而CR_DBP_BB在这里(STM 32f10x_pwr.c文件中): /* Alias word address of DBP bit */ #define CR_OFFSET (PWR_OFFSET + 0x00) #define DBP_BitNumber 0x08 #define CR_DBP_BB (PERIPH_BB_BASE + (CR_OFFSET * 32) + (DBP_BitNumber * 4)) 8.一番探索,暂告一段落。由于我的板子与EVAL板略有不同,4个发光管分别接GPIOD的8,9,10和11引脚,所以在程序中做了如下改动(stm3210e_eval.h文件中): #define LEDn 4 #define LED1_GPIO_PORT GPIOD #define LED1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD #define LED1_GPIO_PIN GPIO_Pin_8 #define LED2_GPIO_PORT GPIOD #define LED2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD #define LED2_GPIO_PIN GPIO_Pin_9 #define LED3_GPIO_PORT GPIOD #define LED3_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD #define LED3_GPIO_PIN GPIO_Pin_10 #define LED4_GPIO_PORT GPIOD #define LED4_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD #define LED4_GPIO_PIN GPIO_Pin_11 然后在板子上将JP6插到VBAT端,并且为板子上现成的电池座中装入一块电池。 执行程序,结果是LED4亮(程序运行)LED1和LED3灯点亮,其含义如下: (1. LD3 on / LD1 on: a Power On Reset occurred and the values in the BKP data registers are correct)。 按下复位按钮后,LD1,LD2,LED3均灭,其含义如下: (3. LD3 off / LD1 off / LD2 off: no Power On Reset occurred)
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