STM32寄存器编程思路

本文转自https://www.amobbs.com/thread-5462507-1-3.html 第23楼

尊重原作不做任何修改

=============以下正文===============

本来只是路过，写详细一点。

我看楼主浮躁得不得了。现在什么都不要做了，先去看几遍《不要做浮躁的嵌入式工程师》这篇文章，想清楚了，
再动手吧。

我做了个实例，不用ST的库来点LED，解答你的问题

我的 KeilMDK 3.5
我的STM32板子奋斗版是 ，IC 是 STM32F103VET6
调试工具 JLINK V8
LED 接在 PB5 ，高电平点亮

既然楼主说一定懂C语言了，那么对于下面我的问题，不查百度，完全靠自己，懂多少？然后查了百度之后又能懂多少？

（一）新建 keil 工程，IC选择 ST 公司的 STM32F103VE，keil提示是否copy 启动文件，选择是。

这里有问题问楼主，
你有没有读过这个启动头文件？ 51 也是同样的启动文件，51的那个启动文件有没有读过？你知道
头文件里面做了什么吗？ C语言真的从 main 函数开始吗？运行时库是什么？这些资料从
什么地方知道？keil编译器的行为？
（如果你说头文件是汇编的，没有必要看，那我当我没说）

例如启动文件里面有这么一句，我的问题是 __main 这个标号在哪里实现的，注意，这里肯定不是 main 函数
这里跳到哪里去了？还有个问题 [WEAK] 这里是什么意思？有什么用？？？？

Reset_Handler PROC
EXPORTReset_Handler [WEAK]
IMPORT__main
LDR R0, =__main
BX R0


（二）新建一个 main.c 并且写一个 main函数，什么都不做，这和51一样了。

void main(void)
{
while (1)
{

}
}

然后因为我需要调试，则设置jlink调试器，在项目属性里面 Debug 标签，Use J-LINK/J-TRACE ，然后到
utilities 标签，同样选择J-LINK /J-TRACK ，并且选择 Setting 按钮，里面的 Programming Algorithm
还是空的，表示keil 不知道目标是什么，我添加一个 STM32F10X High-density Flash ，问题，为什么是
High-desity ？依据是什么？？？
全部确认返回。

这个时候已经可以编译，开发板上电，已经可以下载仿真的，虽然程序什么都没有写

（三）既然硬件，仿真器，调试都准备好了，接着就开始写程序了。
我一直推荐新手花钱买学习板和仿真器，因为可以排除硬件的问题，让初学者集中精力去写程序，而不用怀疑
硬件有问题，这点很重要。

这阶段主要是看书，了解这个IC 的架构，了解指令集，了解寄存器（别跟我说你找不到这些资料？ .....）
Cortex-M3权威指南CnR2（电子书）.pdf
STM3210x参考手册.pdf
学习板原理图
博客，论坛等多个帖子，务必要对整个IC有个初步的了解。这个过程有点痛苦，但是值得花这个时间。

（四）开始写 LED
既然我们要操作 IO 口，当然就要看IO口相关的知识。打开 STM3210x参考手册.pdf ，我的目的只是操作 GPIO
所以我只需要将第五章看完就OK了。章节比较多，懒得看，根据一般的经验（楼主，你缺经验了吧？），不说多
就AVR 和 PIC 而已。操作IO一般是两个步骤，第一，操作IO控制寄存器，设置IO为输出，第二就是送数据。

那么很明显，只可能是 GPIOx_CRLGPIOx_CRH ， GPIOx_ODR 三个寄存器会有想要
仔细阅读这几个寄存器的介绍后知道，GPIOx_CRL 是控制 PIN 0-7 的属性的，GPIOx_CRH 控制PIN 8-15，ODR寄存器
当然就是输出数据了，将数据送到这里就行了。

然后，这几个寄存器的地址是多少？首先看 stm32f103ve.pdf 这个是官方的datasheet、，看第四章， Mmeory Mapping
为什么看这章？会英文都能猜到吧？，看 PORTB 的地址是 0x40010C00 - 0x40010FFF ，这个就是基地址了。基地址
加上偏移量就能找到具体的寄存器。

例如我需要操作 GPIOB_CRL 的偏移为 00H ，（看STM3210x参考手册.pdf） ODR 寄存器的偏移为 0CH
那么很自然得出
GPIOB_CRL = 0x40010C00
GPIOB_ODR = 0x40010C0C

怎么验证我的结论正确？先看 keil 给的头文件 KeilARMINCSTSTM32F10xstm32f10x_map.h
#define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

这样怎么算都能算出 0x40010C00 出来吧？？ODR 寄存器同理

为了点亮 LED ，我需要将 PB5 （也就是 GPIOB5）设置为输出，并且ODR相应的位写入 1 ，看资料得出 MODE5 是
bit 20 21 控制的，CNF5 是bit 22,23
MODE5应该设置 10（0x2) 选择 2MHZ 输出，CNF5 选择00（0x0），通用推挽模式，于是将这个值写入

(*volatile unsigned long)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22);// 为简单起见，不管其他位了

楼主你是否能看懂这句C语言？？volatile 什么意思什么用？指针的本质是什么？为什么能这样用？2<<20 是什么
意思，为什么能这样用？楼主我真的不是为难你，嵌入式都这么写的，ST的头文件也是这么定义

同理，设置 ODR 寄存器
*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;
*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 0;

STM32 没有SFR ，没有bit，没有sbit 的概念的了。是不是就不如 51 了？


下载运行，还不行，因为GPIOB 的CLK 没有使能，这时其实 GPIOB 是不能工作的，这是 STM32 特殊的地方，上电
默认外设的时钟都是关的，初学者没有注意这里，是可以原谅的，多看看书，多实践，多问问就是了。

找到问题的原因，则再 RCC_APB2ENR 设置，其中 BIT 3 就是 IOPBEN 是时钟使能位，同上，先找到 RCC_APB2ENR
的地址
#define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)
#define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x20000)
#define RCC_BASE (AHBPERIPH_BASE + 0x1000)
RCC_APB2ENR 的偏移是 18H ，所以最终得到地址为 0x40021018，操作方法同上

*(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;


最终的点LED的程序就完成了。
void main(void)
{
*(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;
*(volatile unsigned long *)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22);
*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;
while (1)
{

}
}
如果将寄存器做一个定义，则程序变成如下

#define RCC_APB2ENR *(volatile unsigned long *)0x40021018
#define GPIOB_CRL*(volatile unsigned long *)0x40010C00
#define GPIOB_ODR *(volatile unsigned long *)0x40010C0C

void main(void)
{
RCC_APB2ENR |= 1<<3;
GPIOB_CRL = (2<<20) | (0<<22);
GPIOB_ODR = 1<<5;
while (1)
{

}
}

RCC_APB2ENRRCC 是时钟寄存器 ， APB2 是外设2 ，ENR ，可以理解为 enable
GPIOB_CRLGPIO B control 控制寄存器
GPIOB_ODRGPIO(general purpose input output) B output data register 输出数据寄存器

都是有意义的名字，哪里难记了？？而且名字都来自 ST 的官方 datasheet、这个程序跟你用 51 写的程序我还真的
没看出差别有很大 .....

加入刚才的 GPIOB 寄存器，看看 ST 的官方库是怎么定义的，
LibrariesCMSISCM3DeviceSupportSTSTM32F10xstm32f10x.h
用 UltraEdit 打开，搜索 GPIOB

#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

没错，和keil 里面是一模一样的。


typedef struct
{
__IO uint32_t CRL;
__IO uint32_t CRH;
__IO uint32_t IDR;
__IO uint32_t ODR;
__IO uint32_t BSRR;
__IO uint32_t BRR;
__IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;

其中 __IO的定义在 LibrariesCMSISCM3CoreSupportcore_cm3.h 为什么我知道在这个文件里面，因为我会
用 source insight ...

#define __IO volatile

__IO uint32_t CRL 其实就是 volatile uint32_t CRL

为什么用结构体？因为结构体的成员的地址分配（RAM中）是连续（不知道楼主是否懂得，这还是C语言的问题），
而 STM32 的一个模块的功能寄存器都是连续的，每个寄存器都是相当于 基地址加偏移，跟上面的理论一致

于是就有了结构体指针的用法
跟踪库函数的源代码，例如 GPIO 的 初始化函数
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

以结构体指针的形式传递 IO 口 GPIO_TypeDef* GPIOx

访问 CRL 寄存器则用成员的形式 GPIOx->CRL;

不需要担心这样做的效率，因为都是地址，也就是指针，最终的效率是直接寄存器操作，效率是非常高的。

看不懂库函数，归根究底就是C语言功底不行。不要以为写过几行51就懂C语言了，远的很呢。

还有，STM 的库下载的时候包含了很多很多例子，库函数怎么使用在例子里面有很详细的介绍，不用写几行代码，
都是复制例子做实验，也很很容易的。

总结楼主的几个问题
1，ARM 没有SFR，也不需要，SFR 是51的关键字，没有理由 51 有 ARM 就要有。例如ACC，ARM 就没有，但是有
R0-R15 ，这些就是架构（architecture 的区别了）
2，STM32 的寄存器在官方头文件上面已经全部有定义了，上面已经阐述了。（你看不懂不代表没有吧？）
3，不带库函数的LED程序已经实现了。

想进步唯一的办法是多看书，多看代码，多写，多思考，少说话，楼主太浮躁了，反省一下吧。