STM32F030 Nucleo-讓MCU全速點燈,其中隱藏的含義
時間：2018-08-16 來源：未知
只要是有點基礎的騷友，點個燈就是個小KS!但是，我卻發(fā)現(xiàn)一些貓膩!!!先看程序：
從牛卡板卡的硬件原理圖得知LD1為ST-Link的RGB指示燈，LD3為牛客板卡的電源指示燈，那么只剩下LD2了，LD2為有主控MCU(STM32F030)控制的LED燈，
如下圖：
I/O：LD2--------GPIOA5
條件：SB21、SB42焊接或短路
點亮LD2條件：GPIOA5輸出高電平
以上是從原理圖中得到的信息，在檢查牛卡板卡!OK!SB21、SB42已經(jīng)用0歐電阻連接了!那么硬件電路沒問題了!(其實板卡一上電，默認的程序就使LD2閃爍了，我在這里主要只是表現(xiàn)一下分析思路。
那么我的程序如下：
Led_Divice.c
Led_Divice.h
Main.c
程序寫好后!嗨!跑的蠻快啊!牛客板卡中STM32F030沒有焊接8M(4~36M)晶振，只有一個很黑一坨的32.768KHz大小的晶振作為RTC的振蕩源。而且我故意延時了那么久!它居然跑的很快!!!
唉!不管了，先驗證一下看會不會跑的更快!
然后我就再寫了一個函數(shù)：
如下：
上圖的函數(shù)中，我使用了STM32的內部RC振蕩器作為系統(tǒng)鎖相環(huán)PLL的時鐘源，配置思路如下：
(1)開啟內部RC振蕩器HSI，作為時鐘源
(2)打開Flash的存取BUFF
(3)配置HCLK為四天時鐘SYSCLK的1分頻
(4)配置PCLK為HCLK的1分頻
(5)HSI的2分頻作為鎖相環(huán)(PLL)的時鐘源，并倍頻為12，即設置鎖相環(huán)的時鐘為48MHz，并使能鎖相環(huán)，等待鎖相環(huán)啟動成功
(6)設置鎖相環(huán)時鐘為系統(tǒng)時鐘
(7)等待時鐘啟動成功
從以上的設置來看，AHB和APB總線的時鐘都為48M，依據(jù)是：在DataSheet中表21說明AHB、APB、HCLK、PCLK可以大能達到48MHz。如下圖：
所以肯定要跑的快!哈哈!
那么時鐘設置的思路源于什么呢???
三個字“時鐘樹”即“Clock Tree”.見下圖：
以上程序的思路就源于此圖的綠色線條了!哈哈!而且在時鐘樹中明明白白的標出了，當使用HSI作為PLL的時鐘源時，必須2分頻，所以就有：(8M/2) * 12 = 40MHz了。當然!其實STM32默認是走藍色線的，也就是當沒有任何設置是，系統(tǒng)默認時鐘為8MHz，其他的就看分頻了。
那么其實還需要注意一點：在看時鐘樹的時候，寫程序的時候要注意看看圖或者表在上面和下面的說明，別傻乎乎的就直接操作了，萬一碰到人家逆鱗了，人家就不給你工作了。上面的要找對自己的MCU(因為手冊都是以系列劃分的，區(qū)別是封裝、資源和內存(Flash和RAM)大小不同)。
對的!這個圖就是我們的STM32F030R8T6的時鐘樹下面的說明了。意思是，對于LSI/LSE不適用與STM32F030x8這個系列的MCU，所以當我們使用到STM32F030x8 MCU的時候，就別亂玩LSI和LSE這東西。比如牛客板上的STM32F030R8T6就不行。
OK!程序寫好了!那么調用驗證一下唄!看看是不是跑的更快了!
速度一樣的!沒變!啥情況呢????
其實!原因是這樣的!在程序進入Main開始執(zhí)行之前，就已經(jīng)配置過時鐘了!并且配置的效果和我上面那個函數(shù)：void RCC_Configuration(void)的效果是一樣的。
也就是說，就算我們不自己配置系統(tǒng)時鐘，ST也默認幫我們配置好了!使用HSI作為振蕩源，PLL作為系統(tǒng)時鐘源，所以跑起來SYSCLK也是48MHz，所以跑的速度也就一樣快了啊!
在這里廢話幾句：上面/下面所說的跑的快，其實就是MCU的運行速度，執(zhí)行指令的速度，那么在我上面的程序的效果就是，LD2閃爍的速度!那么怎么驗證我上面的正確性呢??其實很簡單!調用如下：
進入main函數(shù)之后，第一件事就是把系統(tǒng)時鐘恢復默認值，在燒錄程序，再看效果!就能很明顯的看到，這LD2閃爍的是有多慢了!
RCC_DeInit();是外設標準庫提供的函數(shù)，當然，想操作寄存器就自己寫吧!哈哈!具體的位置就是stm32f0xx_rcc.h,stm32f0xx_rcc.c文件中。所有關于RCC的內容都在這兩個文件中找到，(其實ST提供了庫函數(shù)手冊，這個更方便了)。
那么問題就止于此了嗎????不是的!這只是問題的開始!哈哈哈!否則點個燈我就沒必要廢話那么多了!
我們要分析一下，到底在進入Main之前都干了啥???為什么把時鐘都設置了。
或許有些童鞋就說了，上課時/在很多C語言書上不是說C語言是從main函數(shù)開始執(zhí)行的么??我簡單的回答一下這個問題：首先，我們初學時的C語言是標準的ANSI C語言，它運行的平臺通常是在操作系統(tǒng)之上，那么也就是所，我們用戶編寫的用戶程序肯定是從main開始了啊，因為在main之前的東西普通程序員是看不到的啊，比如PC機的BIOS和Windows內核我們也看不到也沒必要看，也不用關心，所以用戶程序肯定是從main開始執(zhí)行的。但是作為嵌入式驅動開發(fā)工程師，那么main之前的是就需要連接、理解了，否則寫毛驅動啊!在main之前通常都是一下匯編代碼或者內嵌匯編代碼。一個硬件的啟動應該是這樣的：
(1)異常向量表/中斷向量表的建立
(2)必要的硬件、寄存器、內存等初始化，這部分通常是有匯編代碼實現(xiàn)
(3)堆棧的初始化
(4)進入用戶程序前的初始化
真實的CPU啟動要復雜很多，但是也就大概是這么個意思，以上只是我個人對MCU啟動的理解。
OK!進入正題!那么我們要分析main之前的是，應該從上面地方入手呢??答案是：MCU的啟動文件：比如我的工程中的startup_stm32f030.s文件，它是一個匯編文件，那么里面肯定是匯編調用了。整個代碼并不多!就兩百多行!所以，有能力的話，分析一下還是很好的!
為堆棧開辟空間!!
建立異常向量表
建立中斷向量表!!!
搞了這么久!終于到代碼段了，也就是啟動文件的開始和結束!哈哈!就這么一點點!!!
第一個紅色框，就是MCU上電就執(zhí)行的第一個語句，很明顯，就是設置堆棧指針，人家的注釋說的明明白白了!
第二個紅色框就是前面所說的了，系統(tǒng)時鐘的初始化!先放著!后面分析!
第三個紅色框就是要調轉到用戶程序的main執(zhí)行了。但是特別注意：在啟動文件中的__main和用戶程序的main是有區(qū)別的，區(qū)別如下：
當產生復位異常(就是復位)：Reset_Handler PROC
IMPORT __main導入__main,然后執(zhí)行下午，然后就是又從main重新執(zhí)行，這就是為毛這叫復位了!
這些就是產生異常或者中斷，都來此進行調度的過程了!!
這才是真正的堆棧空間的開辟和初始化。
整個啟動文件就這樣就結束了!!!具體的解釋就不說了!我之前在CSDN看到了個哥們寫的非常好，我如果跟著解釋的話，未必有他的好!我就意思一下流程!有興趣全面理解的可以去CSDN找找!哈哈!!!(裝B失敗!)
那么解決我們未解決的問題!
跳轉到函數(shù)SystemInit，函數(shù)原型如下：
你看到的就是匯編語句LDR R0, =SystemInit 調用的函數(shù)原型了，是由C語言編寫的!(那么可能存在一下疑問，為毛在匯編里面調用C函數(shù)呢??答案是肯定的(廢話人家都調用了)，因為啟動文件一上來就初始化了堆棧空間，只要堆棧空間初始化成功了，那么就可以運行C語言函數(shù)了。如果覺得奇怪的童鞋，我還告訴你，在C語言函數(shù)中還可以寫匯編代碼呢??(可以去了解了解))。
那么我們分享一下!
第一句：RCC->CR |= (uint32_t)0x00000001; 從語句可以看出，所操作的是RCC_CR寄存器的0位。所以就需要在參考手指中找到RCC_CR寄存器的說明，如下：
可以看出操作的是：HSION位，那么往下看說明：
一清二楚的說明了HSION位置1時，使能HSI振蕩器。OK!
基本上以這種方法就可以分析出這個void SystemInit (void)函數(shù)是干嘛的了!下面就不說廢話了!就算是剛剛入門的初學者，看到這里也應該會自己分析了!哈哈哈!瞬間感覺自信倍增。
我記得以前我在使用STM32F103系列的MCU時，在手冊(忘了是數(shù)據(jù)手冊還是應用筆記)上好像看到推薦使用外部石英晶體振蕩器作為時鐘源，剛好我手里有好多8M的晶振(三種直插封裝)，為了表現(xiàn)的牛B!我就給咱的牛客板卡加了個高大的晶振(廢話說完就附圖)。看了下原理圖：
有這么幾件事要干：
(1)找兩個20pF的無極性封裝為0603的電容焊上，絲印分別是：C33和C34
(2)找兩個封裝為06030歐電阻焊上，絲印分別是：C35和C37
(3)把我高大的晶振焊上
OK!硬件連接好了!那么就重寫這么個程序!
使用外部晶振作為時鐘源進行配置!調用如下：
就這樣編譯和燒錄!牛客板卡有在48MHz的時鐘下飛快的跑起來了!哈哈!!!
為毛是48MHz呢??嘿嘿!因為咱牛客板上的MCU STM32F030的時鐘頻率高就是48MHz。
就到這里!對以上 只屬于個人理解!有不足或者錯誤的地方請告訴我一聲!讓我學習學習!資源共享交流才是學習好的幫手!哈哈!
本人QQ：641251565 東方青
好了!曬下我高大上的晶振：
手機太爛!!!莫有辦法!!!哈哈哈!!反正很高很大，是不是高大上就不知道了!嘿嘿!!
