stm32使用心得
第一次使用stm32，以前用过51、avr、pic、2812，感觉stm32还真有点不一样，呵呵。
因为是第一次使用，下面说的肯定有不少错误，诚心求大家指正。
这次做的是用stm32f103zd+lattice 的lc4256v做一个波形发生器。通过上位机可以控制生成波形的频率，然后stm32根据频率计算波形占空比数据，通过总线形式传给cpld，然后cpld把这些数据转换成相对应占空比的pwm输出，外部接RC滤波电路，产生相对应的波形。由于频率范围较大，计算量也比较大，所以采用了stm32+cpld的结构。Stm32运行在72MHZ，通过mco脚给cpld 36M HZ的时钟，stm32和cpld通过总线方式通信。
此系统中Stm32主要用到的资源是：一个UART，一个TIMER及其中断，FSMC和DMA。
本人总结了下，Stm32初始化一个片内外设一般过程一般有以下几部分：
1． InitStructure配置及初始化
2． 时钟使能
3． 相对应的IOInitStructure配置及初始化
4． 相对应的IO时钟使能
5． 外设使能
6． 中断配置及中断程序编写
下面介绍一下自己所用的UART、TIMER、FSMC、DMA的初始化。
UART初始化：
此系统中使用的是UART2，未用UART中断。UART初始化主要有：IO初始化，UART InitSturcture初始化，UART时钟使能，UART使能。程序如下：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// Configure USART2_Tx as alternate push-pull
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// Configure USART2_Rx as input floating
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//IO时钟使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* USART2 configured as follow:
- BaudRate = 9600 baud
- Word Length = 8 Bits
- One Stop Bit
- No parity
- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
- Receive and transmit enabled
*/
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
/* Configure the USART2*/
USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
//UART时钟使能
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
/* Enable the USART2 */
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
TIMER初始化
使用的是TIM2。初始化主要包括TIM2 InitSturcture初始化，时钟使能，TIM2开启，中断配置，及中断服务程序编写。此TIM2作用主要是给DMA提供时钟，DMA在TIM2 UP时启动一次DMA发送过程。TIM2程序如下：
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
//定时器2
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 33;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
//中断配置
/* Enable the TIM2 gloabal Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//定时器2中断服务程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
}
FSMC初始化
FSMC主要用来和CPLD进行总线通信，由DMA方式发送，在TIM2计时时间到后启动一次DMA发送，发送的数据由已计算好的数组中的一个16位数据以16位方式发给FSMC的地址。由于此系统电路已固定，stm32与CPLD间数据线是8位，故在向FSMC地址写16位数据时，FSMC会将数据拆成2部分发送。本人在实际编程时发现，如向*(volatile u16*)(Bank1_NOR4_ADDR+0x40)地址给CPLD写16位数据时，会在40h接收到低8位数据，在41h接收到高8位数据。按道理来说这些数据应该与NBL0, NBL1信号有关，本人在CPLD编程时未理会这个，具体时序不是很清楚，有待考究。
FSMC初始化程序如下：
FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure;
FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef p;
p.FSMC_AddressSetupTime = 3; //6
p.FSMC_AddressHoldTime = 0; //3
p.FSMC_DataSetupTime = 8; //25
p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0;
p.FSMC_CLKDivision = 0;
p.FSMC_DataLatency = 0;
p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_8b;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsyncWait = FSMC_AsyncWait_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;
FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;
FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_FSMC, ENABLE);
FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);
//IO初始化
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOG | RCC_APB2Periph_GPIOE |
RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
/*-- GPIO Configuration ------------------------------------------------------*/
/* SRAM Data lines configuration */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 |
GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 |
GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 |
GPIO_Pin_15;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
/* SRAM Address lines configuration */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 |
GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 |
GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 |
GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
/* NOE and NWE configuration */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_5;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
/* NE4 configuration */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
/* NBL0, NBL1 configuration */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
此处简单介绍一下FSMC总线方式的使用。
FSMC初始化完了之后，进行如下定义，
#define Bank1_NOR4_ADDR ((u32)0x6c000000)
#define cs_sin *(volatile u16*)(Bank1_NOR4_ADDR+0x40)
然后cs_sin=1000就是往这个地址写数字1000=0x03e8，则cpld 40h地址收到数据为0xe8,41h收到的数据为0x03
i=cs_sin，就是读这个地址的数据，由于定义的是16位的数据地址，故读到的数据是40h为低8位数据，41h为高8位数据
DMA初始化：
DMA在TIM2 UP时触发，将已经计算好放在数组dat_tocpld的16位数据发送到fsmc地址为(Bank1_NOR4_ADDR+0x40)的空间。
初始化程序如下：
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
DMA_DeInit(DMA1_Channel2);
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);
/* Enable TIM2 DMA interface */
TIM_DMACmd(TIM2, TIM_DMA_Update, ENABLE);
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)(Bank1_NOR4_ADDR+0x40);
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)dat_tocpld;
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1152;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
DMA_Init(DMA1_Channel2, &DMA_InitStructure);
/* Enable DMA1 Channel2 */
DMA_Cmd(DMA1_Channel2, ENABLE);
最后附上源自http://sxqstudy.blog.163.com/blog/static/34562512009625103148709/介绍的关于PWM电压转换电路。
在PWM用于DA转换的场合，阻容滤波电路是关系转换效果的重要环节。
由RC充放电常数我们可以大致计算出阻容环节的充放电频率，一般为了得到理想的滤波效果，这个频率要远小于PWM的输出频率（小于四分之一）。
一般情况下，当C较小R较大时，DA转换出的电压损耗很小，但是纹波却很大；当C较大R较小时，DA转换出的电压损耗很大，但纹波相对较小。
所以当需要进行线形度很高的精确DA转换时必须使用较小的滤波电容，且尽量避免使用电解类电容。而为了得到较强的信号输出，RC惯性环节之后还必须加一级高性能的电压跟随，然后在跟随器输出的地方加上一个滤波用的电解电容，用于平滑RC惯性环节的纹波。但是这还不够，因为这时的输出电压里可能含有较多的交流谐波成分，如果处理不当，跟随器有可能自激。解决的办法就是使用一个小的去藕电容。而且这里电容的放置顺序必须是电解电容在前，去藕电容在后！
如果输出电压精度和线形度要求不高，但是对纹波要求却很高，或者这个电压比较固定时，可以使用电容较大的滤波组合。因为，虽然大电容的直流损耗较大，但是我们可以通过调节PWM占空比来达到要求的输出电压，或者通过一级AD转换的反馈来实现精确的固定电压输出。只是这里仍然要加一级电压跟随器，以便于后级采集电路使用，且AD采集点放置在跟随器输出处。
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