stm32 直接操作寄存器开发环境配置

Neil Pan

2012-06-29

操作stm32 有使用官方库函数（参见 stm32 开发环境MDK+库文件配置）和直接操作寄存器的方法

直接操作寄存器的方法会比库函数的方法效率更高而且代码量会比较少例如在库函数下配置一个GPIO口需要

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构体初始化

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

五行代码而直接操作寄存器只需要：

RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA时钟

GPIOA->CRL&=0XFFF0FFFF;

GPIOA->CRL|=0X00030000;//PA4 推挽输出

三行代码而且实际上这三行代码可以配置8个GPIO口可以看出直接操作寄存器也是比较方便的

使用直接操作寄存器的方法操作stm32 环境配置和库函数类似相关MDK设置可以参考 stm32 开发环境MDK+库文件配置直接操作寄存器需要的文件结构会少得多

STM32 直接操作寄存器 keil工程结构

Startup 包含的是stm32的启动文件,与芯片Flash容量有关

Library 下有两个文件夹，src文件夹用于放置标准外设库驱动源文件（.c）和 inc文件夹用于放置标准外设库驱动头文件(.h)

User中包含的是项目的代码和中断代码

Project 用于包含编译是时生成的一系列文件，Output 用来放置输出文件 .hex .axf，Listing用来放置Listing信息

需要说明的是 Startup里的启动文件需要根据不同的芯片选择不同的启动文件，这些启动文件在MDK的安装文件夹下可以找到在MDK新建工程是选择了stm32的芯片型号后 MDK也会询问是否将启动文件添加到工程里

在MDk安装路径\ARM\Startup\ST\STM32F10x的所有启动文件：

小容量产品是指闪存存储器容量在16K至32K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。选择 startup_stm32f10x_ld.s。

中容量产品是指闪存存储器容量在64K至128K字节之间的STM32F101xx、STM32F102xx和STM32F103xx微控制器。选择 startup_stm32f10x_md.s。

大容量产品是指闪存存储器容量在256K至512K字节之间的STM32F101xx和STM32F103xx微控制器。选择 startup_stm32f10x_hd.s。

容量大小可以通过芯片型号得知：

还需要说明的一点是在 MDk安装路径\ARM\Startup\ST\下有一个 STM32F10x.s的启动文件

STM32F10x.s 可以作为大部分stm32型号的芯片的启动文件，但是并不能适用所有的STM32型号。

STM32F10x.s是MDK提供的启动代码，从其里面的内容看来，里面定义了STM32的堆栈大小以及各种

中断的名字及入口函数名称，还有启动相关的汇编代码。它只定义了3个串口，4个定时器。

实际上STM32的系列产品有5个串口的型号，也只有有2个串口的型号，定时器也是，做多的有8个定时

器。

比如，如果你用的STM32F103ZET6，而启动文件用的是STM32F10x.s的话，你可以正常使用串口

1~3的中断，而串口4和5的中断，则无法正常使用。又比如，你TIM1~4的中断可以正常使用，而5~8

的，则无法使用。

和库函数操作类似直接操作寄存器方法也需要先配置RCC时钟配置中断等操作这里提供一个配置函数,后面的例子中都会调用这个文件)

Library/src/system.c

#include <stm32f10x_lib.h>         
#include "system.h"

/**********************************************************
 *
 * 系统函数
 *
 * 功能：实现中断的初始化、RCC时钟初始化、Systick 初始化 以及 延时函数等
 *
 **********************************************************/

//设置向量表偏移地址
//NVIC_VectTab:基址
//Offset:偏移量

void Nvic_SetVectorTable(u32 NVIC_VectTab, u32 Offset)     
{ 
      //检查参数合法性
    assert_param(IS_NVIC_VECTTAB(NVIC_VectTab));
    assert_param(IS_NVIC_OFFSET(Offset));       
    SCB->VTOR = NVIC_VectTab|(Offset & (u32)0x1FFFFF80);//设置NVIC的向量表偏移寄存器
    //用于标识向量表是在CODE区还是在RAM区

}

//设置NVIC分组
//NVIC_Group:NVIC分组 0~4 总共5组 

void Nvic_PriorityGroupConfig(u8 NVIC_Group)     
{ 
    u32 temp,temp1;      

      //配置向量表                  
    #ifdef  VECT_TAB_RAM
        Nvic_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
    #else   
        Nvic_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
    #endif

    temp1=(~NVIC_Group)&0x07;//取后三位
    temp1<<=8;
    temp=SCB->AIRCR;  //读取先前的设置
    temp&=0X0000F8FF; //清空先前分组
    temp|=0X05FA0000; //写入钥匙
    temp|=temp1;       
    SCB->AIRCR=temp;  //设置分组   
}

//设置NVIC 
//NVIC_PreemptionPriority:抢占优先级
//NVIC_SubPriority       :响应优先级
//NVIC_Channel           :中断编号
//NVIC_Group             :中断分组 0~4
//注意优先级不能超过设定的组的范围!否则会有意想不到的错误
//组划分:
//组0:0位抢占优先级,4位响应优先级
//组1:1位抢占优先级,3位响应优先级
//组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
//组3:3位抢占优先级,1位响应优先级
//组4:4位抢占优先级,0位响应优先级
//NVIC_SubPriority和NVIC_PreemptionPriority的原则是,数值越小,越优先

void Nvic_Init(u8 NVIC_PreemptionPriority,u8 NVIC_SubPriority,u8 NVIC_Channel,u8 NVIC_Group)     
{ 

    u32 temp;    

    u8 IPRADDR=NVIC_Channel/4;  //每组只能存4个,得到组地址 
    u8 IPROFFSET=NVIC_Channel%4;//在组内的偏移
    IPROFFSET=IPROFFSET*8+4;    //得到偏移的确切位置
    Nvic_PriorityGroupConfig(NVIC_Group);//设置分组
    temp=NVIC_PreemptionPriority<<(4-NVIC_Group);      
    temp|=NVIC_SubPriority&(0x0f>>NVIC_Group);
    temp&=0xf;//取低四位

    if(NVIC_Channel<32)NVIC->ISER[0]|=1<<NVIC_Channel;//使能中断位(要清除的话,相反操作就OK)
    else NVIC->ISER[1]|=1<<(NVIC_Channel-32);    
    NVIC->IPR[IPRADDR]|=temp<<IPROFFSET;//设置响应优先级和抢断优先级                                    
}

//所有时钟寄存器复位
void Rcc_DeInit(void)
{                                                                 
    RCC->APB1RSTR = 0x00000000;//复位结束             
    RCC->APB2RSTR = 0x00000000; 

      RCC->AHBENR = 0x00000014;  //睡眠模式闪存和SRAM时钟使能.其他关闭.      
      RCC->APB2ENR = 0x00000000; //外设时钟关闭.               
      RCC->APB1ENR = 0x00000000;   
    RCC->CR |= 0x00000001;     //使能内部高速时钟HSION                                                                  
    RCC->CFGR &= 0xF8FF0000;   //复位SW[1:0],HPRE[3:0],PPRE1[2:0],PPRE2[2:0],ADCPRE[1:0],MCO[2:0]                     
    RCC->CR &= 0xFEF6FFFF;     //复位HSEON,CSSON,PLLON
    RCC->CR &= 0xFFFBFFFF;     //复位HSEBYP             
    RCC->CFGR &= 0xFF80FFFF;   //复位PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL[3:0] and USBPRE 
    RCC->CIR = 0x00000000;     //关闭所有中断
}

//THUMB指令不支持汇编内联
//采用如下方法实现执行汇编指令WFI
__asm void WFI_SET(void)
{
    WFI;    
}

//进入待机模式     

void Sys_Standby(void)
{
    SCB->SCR|=1<<2;//使能SLEEPDEEP位 (SYS->CTRL)       
      RCC->APB1ENR|=1<<28;     //使能电源时钟        
     PWR->CSR|=1<<8;          //设置WKUP用于唤醒
    PWR->CR|=1<<2;           //清除Wake-up 标志
    PWR->CR|=1<<1;           //PDDS置位          
    WFI_SET();                 //执行WFI指令         
}    

//系统软复位

void Sys_Soft_Reset(void)
{   
    SCB->AIRCR =0X05FA0000|(u32)0x04;      
} 

//JTAG模式设置,用于设置JTAG的模式
//mode:jtag,swd模式设置;00,全使能;01,使能SWD;10,全关闭;

void JTAG_Set(u8 mode)
{
    u32 temp;
    temp=mode;
    temp<<=25;
    RCC->APB2ENR|=1<<0;     //开启辅助时钟       
    AFIO->MAPR&=0XF8FFFFFF; //清除MAPR的[26:24]
    AFIO->MAPR|=temp;       //设置jtag模式
} 

//系统时钟初始化函数
//pll:选择的倍频数，从2开始，最大值为16    

void Rcc_Init(u8 PLL)
{
    unsigned char temp=0; 
    Rcc_DeInit();          //复位并配置向量表
    RCC->CR|=0x00010000;  //外部高速时钟使能HSEON
    while(!(RCC->CR>>17));//等待外部时钟就绪
    RCC->CFGR=0X00000400; //APB1=DIV2;APB2=DIV1;AHB=DIV1;
    PLL-=2;//抵消2个单位
    RCC->CFGR|=PLL<<18;   //设置PLL值 2~16
    RCC->CFGR|=1<<16;      //PLLSRC ON 
    FLASH->ACR|=0x32;      //FLASH 2个延时周期

    RCC->CR|=0x01000000;  //PLLON
    while(!(RCC->CR>>25));//等待PLL锁定
    RCC->CFGR|=0x00000002;//PLL作为系统时钟     
    while(temp!=0x02)     //等待PLL作为系统时钟设置成功
    {   
        temp=RCC->CFGR>>2;
        temp&=0x03;
    }    
}            

//初始化化SysTick定时器
//无中断处理接口函数 SysTick_Handler(),待开发..
void SysTick_Init(u32 us)
{      

    u8 us_radix=72/8;//us延时倍乘数  SYSTICk的时钟固定为HCLK时钟的1/8，这里使用系统时钟72MHz

    SysTick->CTRL&=0xfffffffb;//bit2清空,选择外部时钟  HCLK/8
    SysTick->LOAD=us*us_radix; //时间加载            
    SysTick->VAL=0x00;        //清空计数器
    SysTick->CTRL=0x01;      //开始倒数      

    //SysTick->CTRL=0x00;       //关闭计数器
    //SysTick->VAL =0X00;       //清空计数器 
}

//延时函数
void delay(u32 us)       //vu32 1us一次
{
    u32 time=100*us/7;     
    while(--time);         
}

Library/inc/system.h

#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H     
#include <stm32f10x_lib.h>

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<<CM3权威指南>>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C 
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C 
#define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C 
#define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C 
#define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C 
#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C    
#define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C    

#define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8) //0x40010808 
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 
#define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+8) //0x40011008 
#define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+8) //0x40011408 
#define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+8) //0x40011808 
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08 
#define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08 

//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入
/////////////////////////////////////////////////////////////////
//Ex_NVIC_Config专用定义
#define GPIO_A 0
#define GPIO_B 1
#define GPIO_C 2
#define GPIO_D 3
#define GPIO_E 4
#define GPIO_F 5
#define GPIO_G 6 
#define FTIR   1  //下降沿触发
#define RTIR   2  //上升沿触发
/////////////////////////////////////////////////////////////////
//JTAG模式设置定义
#define JTAG_SWD_DISABLE   0X02
#define SWD_ENABLE         0X01
#define JTAG_SWD_ENABLE    0X00    

/////////////////////////////////////////////////////////////////  
void Rcc_Init(u8 PLL);  //时钟初始化  
void Sys_Soft_Reset(void);      //系统软复位
void Sys_Standby(void);         //待机模式     
void Nvic_SetVectorTable(u32 NVIC_VectTab, u32 Offset);//设置偏移地址
void Nvic_PriorityGroupConfig(u8 NVIC_Group);//设置NVIC分组
void Nvic_Init(u8 NVIC_PreemptionPriority,u8 NVIC_SubPriority,u8 NVIC_Channel,u8 NVIC_Group);//设置中断
void JTAG_Set(u8 mode);

void SysTick_Init(u32 us);
void delay(u32 us);
#endif

stm32中有很多中断处理接口函数，在User目录下新建一个文档，专门处理接口函数

User/stm32f10x_it.c：

#include "stm32f10x_it.h"

void USART1_IRQHandler(void)

{

    ... ...

}

User/stm32f10x_it.h

/******************** (C) COPYRIGHT 2008 STMicroelectronics ********************
* File Name          : stm32f10x_it.h
* Author             : MCD Application Team
* Version            : V2.0.1
* Date               : 06/13/2008
* Description        : This file contains the headers of the interrupt handlers.
********************************************************************************
* THE PRESENT FIRMWARE WHICH IS FOR GUIDANCE ONLY AIMS AT PROVIDING CUSTOMERS
* WITH CODING INFORMATION REGARDING THEIR PRODUCTS IN ORDER FOR THEM TO SAVE TIME.
* AS A RESULT, STMICROELECTRONICS SHALL NOT BE HELD LIABLE FOR ANY DIRECT,
* INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES WITH RESPECT TO ANY CLAIMS ARISING FROM THE
* CONTENT OF SUCH FIRMWARE AND/OR THE USE MADE BY CUSTOMERS OF THE CODING
* INFORMATION CONTAINED HEREIN IN CONNECTION WITH THEIR PRODUCTS.
*******************************************************************************/

/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __STM32F10x_IT_H
#define __STM32F10x_IT_H

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_lib.h"

/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */

/*void NMI_Handler(void)        __attribute__ ((alias("NMIException")));
void HardFault_Handler(void)  __attribute__ ((alias("HardFaultException")));
void MemManage_Handler(void)  __attribute__ ((alias("MemManageException")));
void BusFault_Handler(void)   __attribute__ ((alias("BusFaultException")));
void UsageFault_Handler(void) __attribute__ ((alias("UsageFaultException")));
void DebugMon_Handler(void)   __attribute__ ((alias("DebugMonitor")));
void SVC_Handler(void)        __attribute__ ((alias("SVCHandler")));
void PendSV_Handler(void)     __attribute__ ((alias("PendSVC")));
void SysTick_Handler(void)    __attribute__ ((alias("SysTickHandler")));*/

void NMIException(void);
void HardFaultException(void);
void MemManageException(void);
void BusFaultException(void);
void UsageFaultException(void);
void DebugMonitor(void);
void SVCHandler(void);
void PendSVC(void);
void SysTickHandler(void);
void WWDG_IRQHandler(void);
void PVD_IRQHandler(void);
void TAMPER_IRQHandler(void);
void RTC_IRQHandler(void);
void FLASH_IRQHandler(void);
void RCC_IRQHandler(void);
void EXTI0_IRQHandler(void);
void EXTI1_IRQHandler(void);
void EXTI2_IRQHandler(void);
void EXTI3_IRQHandler(void);
void EXTI4_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel2_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel3_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel4_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel5_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel6_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel7_IRQHandler(void);
void ADC1_2_IRQHandler(void);
void USB_HP_CAN_TX_IRQHandler(void);
void USB_LP_CAN_RX0_IRQHandler(void);
void CAN_RX1_IRQHandler(void);
void CAN_SCE_IRQHandler(void);
void EXTI9_5_IRQHandler(void);
void TIM1_BRK_IRQHandler(void);
void TIM1_UP_IRQHandler(void);
void TIM1_TRG_COM_IRQHandler(void);
void TIM1_CC_IRQHandler(void);
void TIM2_IRQHandler(void);
void TIM3_IRQHandler(void);
void TIM4_IRQHandler(void);
void I2C1_EV_IRQHandler(void);
void I2C1_ER_IRQHandler(void);
void I2C2_EV_IRQHandler(void);
void I2C2_ER_IRQHandler(void);
void SPI1_IRQHandler(void);
void SPI2_IRQHandler(void);
void USART1_IRQHandler(void);
void USART2_IRQHandler(void);
void USART3_IRQHandler(void);
void EXTI15_10_IRQHandler(void);
void RTCAlarm_IRQHandler(void);
void USBWakeUp_IRQHandler(void);
void TIM8_BRK_IRQHandler(void);
void TIM8_UP_IRQHandler(void);
void TIM8_TRG_COM_IRQHandler(void);
void TIM8_CC_IRQHandler(void);
void ADC3_IRQHandler(void);
void FSMC_IRQHandler(void);
void SDIO_IRQHandler(void);
void TIM5_IRQHandler(void);
void SPI3_IRQHandler(void);
void UART4_IRQHandler(void);
void UART5_IRQHandler(void);
void TIM6_IRQHandler(void);
void TIM7_IRQHandler(void);
void DMA2_Channel1_IRQHandler(void);
void DMA2_Channel2_IRQHandler(void);
void DMA2_Channel3_IRQHandler(void);
void DMA2_Channel4_5_IRQHandler(void);

#endif /* __STM32F10x_IT_H */

/******************* (C) COPYRIGHT 2008 STMicroelectronics *****END OF FILE****/

在User/main.c 中调用配置函数就可以直接进行寄存器操作：

#include <stm32f10x_lib.h>

#include “stm32f10x_it.h”

#include “system.h”

int main(void) {

Rcc_Init(9); //系统时钟设置 
delay(72); //延时初始化 
while(1) {
          .... ...
 }

}