關(guān)于STM32的反省，不做煩躁的嵌入式工程師

我看樓主浮躁得不得了?，F(xiàn)在什么都不要做了，先去看幾遍《不要做浮躁的嵌入式工程師》這篇文章，想清楚了，
再動(dòng)手吧。

我做了個(gè)實(shí)例，不用ST的庫(kù)來(lái)點(diǎn)LED，解答你的問(wèn)題

我的 KeilMDK 3.5
我的STM32板子奮斗版是 ，IC 是 STM32F103VET6
調(diào)試工具 JLINK V8
LED 接在 PB5 ，高電平點(diǎn)亮

既然樓主說(shuō)一定懂C語(yǔ)言了，那么對(duì)于下面我的問(wèn)題，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選擇 ST 公司的 STM32F103VE，keil提示是否copy 啟動(dòng)文件，選擇是。

這里有問(wèn)題問(wèn)樓主，
你有沒(méi)有讀過(guò)這個(gè)啟動(dòng)頭文件？ 51 也是同樣的啟動(dòng)文件，51的那個(gè)啟動(dòng)文件有沒(méi)有讀過(guò)？你知道
頭文件里面做了什么嗎？ C語(yǔ)言真的從 main 函數(shù)開(kāi)始嗎？運(yùn)行時(shí)庫(kù)是什么？這些資料從
什么地方知道？keil編譯器的行為？
（如果你說(shuō)頭文件是匯編的，沒(méi)有必要看，那我當(dāng)我沒(méi)說(shuō)）

例如啟動(dòng)文件里面有這么一句，我的問(wèn)題是 __main 這個(gè)標(biāo)號(hào)在哪里實(shí)現(xiàn)的，注意，這里肯定不是 main 函數(shù)
這里跳到哪里去了？還有個(gè)問(wèn)題 [WEAK] 這里是什么意思？有什么用？？？？

Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT __main
LDR R0, =__main
BX R0

（二）新建一個(gè) main.c 并且寫(xiě)一個(gè) main函數(shù)，什么都不做，這和51一樣了。

void main(void)
{
while (1)
{

}
}

然后因?yàn)槲倚枰{(diào)試，則設(shè)置jlink調(diào)試器，在項(xiàng)目屬性里面 Debug 標(biāo)簽，Use J-LINK/J-TRACE ，然后到
utilities 標(biāo)簽，同樣選擇J-LINK /J-TRACK ，并且選擇 Setting 按鈕，里面的 Programming Algorithm
還是空的，表示keil 不知道目標(biāo)是什么，我添加一個(gè) STM32F10X High-density Flash ，問(wèn)題，為什么是
High-desity ？依據(jù)是什么？？？
全部確認(rèn)返回。

這個(gè)時(shí)候已經(jīng)可以編譯，開(kāi)發(fā)板上電，已經(jīng)可以下載仿真的，雖然程序什么都沒(méi)有寫(xiě)

（三）既然硬件，仿真器，調(diào)試都準(zhǔn)備好了，接著就開(kāi)始寫(xiě)程序了。
我一直推薦新手花錢(qián)買(mǎi)學(xué)習(xí)板和仿真器，因?yàn)榭梢耘懦布膯?wèn)題，讓初學(xué)者集中精力去寫(xiě)程序，而不用懷疑
硬件有問(wèn)題，這點(diǎn)很重要。

這階段主要是看書(shū)，了解這個(gè)IC 的架構(gòu)，了解指令集，了解寄存器（別跟我說(shuō)你找不到這些資料？ .....）
Cortex-M3權(quán)威指南CnR2（電子書(shū)）.pdf
STM3210x參考手冊(cè).pdf
學(xué)習(xí)板原理圖
博客，論壇等多個(gè)帖子，務(wù)必要對(duì)整個(gè)IC有個(gè)初步的了解。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)痛苦，但是值得花這個(gè)時(shí)間。

（四）開(kāi)始寫(xiě) LED
既然我們要操作 IO 口，當(dāng)然就要看IO口相關(guān)的知識(shí)。打開(kāi) STM3210x參考手冊(cè).pdf ，我的目的只是操作 GPIO
所以我只需要將第五章看完就OK了。章節(jié)比較多，懶得看，根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)（樓主，你缺經(jīng)驗(yàn)了吧？），不說(shuō)多
就AVR 和 PIC 而已。操作IO一般是兩個(gè)步驟，第一，操作IO控制寄存器，設(shè)置IO為輸出，第二就是送數(shù)據(jù)。

那么很明顯，只可能是 GPIOx_CRL GPIOx_CRH ， GPIOx_ODR 三個(gè)寄存器會(huì)有想要
仔細(xì)閱讀這幾個(gè)寄存器的介紹后知道，GPIOx_CRL 是控制 PIN 0-7 的屬性的，GPIOx_CRH 控制PIN 8-15，ODR寄存器
當(dāng)然就是輸出數(shù)據(jù)了，將數(shù)據(jù)送到這里就行了。

然后，這幾個(gè)寄存器的地址是多少？首先看 stm32f103ve.pdf 這個(gè)是官方的datasheet、，看第四章， Mmeory Mapping
為什么看這章？會(huì)英文都能猜到吧？，看 PORTB 的地址是 0x40010C00 - 0x40010FFF ，這個(gè)就是基地址了?；刂?br />加上偏移量就能找到具體的寄存器。

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

怎么驗(yàn)證我的結(jié)論正確？先看 keil 給的頭文件 KeilARMINCSTSTM32F10xstm32f10x_map.h
#define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

這樣怎么算都能算出 0x40010C00 出來(lái)吧？？ODR 寄存器同理

為了點(diǎn)亮 LED ，我需要將 PB5 （也就是 GPIOB5）設(shè)置為輸出，并且ODR相應(yīng)的位寫(xiě)入 1 ，看資料得出 MODE5 是
bit 20 21 控制的，CNF5 是bit 22,23
MODE5應(yīng)該設(shè)置 10（0x2) 選擇 2MHZ 輸出，CNF5 選擇00（0x0），通用推挽模式，于是將這個(gè)值寫(xiě)入

(*volatile unsigned long)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22); // 為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，不管其他位了

樓主你是否能看懂這句C語(yǔ)言？？volatile 什么意思什么用？指針的本質(zhì)是什么？為什么能這樣用？2<<20 是什么
意思，為什么能這樣用？樓主我真的不是為難你，嵌入式都這么寫(xiě)的，ST的頭文件也是這么定義

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

STM32 沒(méi)有SFR ，沒(méi)有bit，沒(méi)有sbit 的概念的了。是不是就不如 51 了？

下載運(yùn)行，還不行，因?yàn)镚PIOB 的CLK 沒(méi)有使能，這時(shí)其實(shí) GPIOB 是不能工作的，這是 STM32 特殊的地方，上電
默認(rèn)外設(shè)的時(shí)鐘都是關(guān)的，初學(xué)者沒(méi)有注意這里，是可以原諒的，多看看書(shū)，多實(shí)踐，多問(wèn)問(wèn)就是了。

找到問(wèn)題的原因，則再 RCC_APB2ENR 設(shè)置，其中 BIT 3 就是 IOPBEN 是時(shí)鐘使能位，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 ，所以最終得到地址為 0x40021018，操作方法同上

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

最終的點(diǎn)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)
{

}
}
如果將寄存器做一個(gè)定義，則程序變成如下

#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_APB2ENR RCC 是時(shí)鐘寄存器 ， APB2 是外設(shè)2 ，ENR ，可以理解為 enable
GPIOB_CRL GPIO B control 控制寄存器
GPIOB_ODR GPIO(general purpose input output) B output data register 輸出數(shù)據(jù)寄存器

都是有意義的名字，哪里難記了？？而且名字都來(lái)自 ST 的官方 datasheet、這個(gè)程序跟你用 51 寫(xiě)的程序我還真的
沒(méi)看出差別有很大 .....

加入剛才的 GPIOB 寄存器，看看 ST 的官方庫(kù)是怎么定義的，
LibrariesCMSISCM3DeviceSupportSTSTM32F10xstm32f10x.h
用 UltraEdit 打開(kāi)，搜索 GPIOB

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

沒(méi)錯(cuò)，和keil 里面是一模一樣的。

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 的定義在 LibrariesCMSISCM3CoreSupportcore_cm3.h 為什么我知道在這個(gè)文件里面，因?yàn)槲視?huì)
用 source insight ...

#define __IO volatile

__IO uint32_t CRL 其實(shí)就是 volatile uint32_t CRL

為什么用結(jié)構(gòu)體？因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體的成員的地址分配（RAM中）是連續(xù)（不知道樓主是否懂得，這還是C語(yǔ)言的問(wèn)題），
而 STM32 的一個(gè)模塊的功能寄存器都是連續(xù)的，每個(gè)寄存器都是相當(dāng)于 基地址加偏移，跟上面的理論一致

于是就有了結(jié)構(gòu)體指針的用法
跟蹤庫(kù)函數(shù)的源代碼，例如 GPIO 的 初始化函數(shù)
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

以結(jié)構(gòu)體指針的形式傳遞 IO 口 GPIO_TypeDef* GPIOx

訪問(wèn) CRL 寄存器則用成員的形式 GPIOx->CRL;

不需要擔(dān)心這樣做的效率，因?yàn)槎际堑刂?，也就是指針，最終的效率是直接寄存器操作，效率是非常高的。

看不懂庫(kù)函數(shù)，歸根究底就是C語(yǔ)言功底不行。不要以為寫(xiě)過(guò)幾行51就懂C語(yǔ)言了，遠(yuǎn)的很呢。

還有，STM 的庫(kù)下載的時(shí)候包含了很多很多例子，庫(kù)函數(shù)怎么使用在例子里面有很詳細(xì)的介紹，不用寫(xiě)幾行代碼，
都是復(fù)制例子做實(shí)驗(yàn)，也很很容易的。

總結(jié)樓主的幾個(gè)問(wèn)題
1，ARM 沒(méi)有SFR，也不需要，SFR 是51的關(guān)鍵字，沒(méi)有理由 51 有 ARM 就要有。例如ACC，ARM 就沒(méi)有，但是有
R0-R15 ，這些就是架構(gòu)（architecture 的區(qū)別了）
2，STM32 的寄存器在官方頭文件上面已經(jīng)全部有定義了，上面已經(jīng)闡述了。（你看不懂不代表沒(méi)有吧？）
3，不帶庫(kù)函數(shù)的LED程序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。

想進(jìn)步唯一的辦法是多看書(shū)，多看代碼，多寫(xiě)，多思考，少說(shuō)話(huà)，樓主太浮躁了，反省一下吧。