CH04 STM32H7 基础知识入门¶

这一章，我们将着重 STM32 开发的一些基础知识，让大家对 STM32 开发有一个初步的了解，为后面 STM32 的学习做一个铺垫，方便后面的学习。这一章的内容大家第一次看的时候可以只了解一个大概，后面需要用到这方面的知识的时候再回过头来仔细看看。这章我们分8个小结， - 4.1 MDK 下 C 语言基础复习 - 4.2 STM32H7 系统架构 - 4.3 STM32H743 时钟系统 - 4.4 IO 引脚复用器和映射 - 4.5 STM32H7 NVIC 中断优先级管理 - 4.6 MDK 中寄存器地址名称映射分析 - 4.7 MDK 固件库快速开发技巧 - 4.8 手把手教你入门 STM32CubeMX 图形配置工具

4.1 MDK 下 C 语言基础复习 🎯¶

4.1.1 C位操作¶

C语言支持以下六种位操作运算符。

运算符	含义	运算符	含义
&	按位与	~	按位取反
\|	按位或	<<	左移
^	按位异或	>>	右移

4.1.2 宏定义¶

格式：#define 标识符字符串， “标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。

4.1.3# ifdef 和 #if defined 条件编译¶

常见格式

#ifdef 标识符
程序段 1 
#else 
程序段 2 
#endif

它的作用是：当标识符已经被定义过(一般是用#define 命令定义)，则对程序段 1 进行编译，否则编译程序段 2。其中#else 部分也可以没有，即：

#ifdef 标识符
程序段
#endif

4.1.4 extern 变量申明¶

C 语言中 extern 可以置于变量或者函数前，以表示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。这里面要注意，对于 extern 申明变量可以多次，但定义只有一次。

4.1.5 typedef 类型别名¶

typedef 用于为现有类型创建一个新的名字，或称为类型别名，用来简化变量的定义。typedef 在 MDK 用得最多的就是定义结构体的类型别名和枚举类型了。

例如

struct _GPIO
{
 __IO uint32_t MODER;
 __IO uint32_t OTYPER;
 …
};

以上代码定义了一个结构体_GPIO，这样我们定义变量的方式就是

struct _GPIO GPIOA;//定义结构体变量 GPIOA

但是这样很繁琐，MDK 中有很多这样的结构体变量需要定义。这里我们可以为结体定义一个别名 GPIO_TypeDef，这样我们就可以在其他地方通过别名 GPIO_TypeDef 来定义结构体变量了。方法如下：

typedef struct
{
 __IO uint32_t MODER;
 __IO uint32_t OTYPER;
…
} GPIO_TypeDef;

Typedef 为结构体定义一个别名 GPIO_TypeDef，这样我们可以通过 GPIO_TypeDef 来定义结构体变量：

GPIO_TypeDef _GPIOA,_GPIOB;

这里的 GPIO_TypeDef 就跟 struct _GPIO 是等同的作用了。这样是不是方便很多？

4.1.6 结构体¶

声明结构体类型：

Struct 结构体名{
成员列表;
}变量名列表；

例如

Struct G_TYPE {
uint32_t Pin;
uint32_t Mode;
uint32_t Speed;
}GPIOA，GPIOB;

在结构体申明的时候可以定义变量，也可以申明之后定义，方法是：

Struct 结构体名字 结构体变量列表 ;

例如

struct G_TYPE GPIOA,GPIOB;

结构体成员变量的引用方法是：

结构体变量名.成员名

结构体指针变量定义也是一样的，跟其他变量没有啥区别。例如

struct G_TYPE *GPIOC；//定义结构体指针变量 GPIOC;

结构体指针成员变量引用方法是通过“->”符号实现，比如要访问 GPIOC 结构体指针指向的结构体的成员变量 Speed,方法是：

GPIOC->Speed

Note

结构体的好处： 任何时候，我们只需要修改结构体成员变量，往结构体中间加入新的成员变量，而不需要修改函数定义就可以达到修改入口参数同样的目的了。这样的好处是不用修改任何函数定义就可以达到增加变量的目的。

Tip

理解了结构体在这个例子中间的作用吗？在以后的开发过程中，如果你的变量定义过多，如果某几个变量是用来描述某一个对象，你可以考虑将这些变量定义在结构体中，这样也许可以提高你的代码的可读性。

4.2 STM32H7 系统架构 🎯¶

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4.3 STM32H743 时钟系统 🎯¶

4.3.1 STM32H7 时钟树概述¶

sys_clock_graph

peripheral_clock_enabling

大部分外设的使用，需要同时用到外设总线时钟（rcc_perx_bus_ck）和外设内核时钟（rcc_perx_ker_ck），一般情况下，这两个时钟都是由 PERxEN 控制使能。

4.3.2 STM32H7 时钟系统配置¶

4.3.3 STM32H7 时钟使能和配置¶

4.4 IO 引脚复用器和映射¶

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4.5 STM32H7 NVIC 中断优先级管理¶

CM7 内核支持 256 个中断，其中包含了 16 个内核中断和 240 个外部中断，并且具有 256级的可编程中断设置。但 STM32H743 并没有使用 CM7 内核的全部东西，而是只用了它的一部分。STM32H743xx 总共有 118 个中断，以下仅以 STM32H743xx 为例讲解。

4.6 MDK 中寄存器地址名称映射分析¶

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4.7 MDK 固件库快速开发技巧¶

4.8 手把手教你入门 STM32CubeMX 图形配置工具 🎯¶

上一章我们讲解 stm32Cube 的时候提到 stm32Cube 包含 2 个部分：一部分是上一章我们讲解的嵌入式软件包（包括 HAL 库），另一部分是图形化配置工具 STM32CubeMX。本小节我们将给大家讲解 STM32CubeMX 相关知识，带领大家入门 STM32CubeMX 图形化配置工具。之所以我们要把 STM32CubeMX 讲解放在本小节，是因为 STM32CubeMX 最基本也是最重要的用途是配置时钟系统，所以我们要先讲解 STM32H7 的时钟系统之后，才能教大家学习STM32CubeMX。这部分内容我们分 3 个小节来讲解： - 4.8.1 STM32CubeMX 简介 - 4.8.2 STM32CubeMX 运行环境搭建 - 4.8.3 使用 STM32CubeMX 工具配置工程模板

4.8.1 STM32CubeMX 简介¶

STM32CubeMX 是 ST 意法半导体近几年来大力推荐的 STM32 芯片图形化配置工具，允许用户使用图形化向导生成 C 初始化代码，可以大大减轻开发工作，时间和费用。STM32CubeMX几乎覆盖了 STM32 全系列芯片。它具有如下特性： ① 直观的选择 MCU 型号，可指定系列、封装、外设数量等条件 ② 微控制器图形化配置 ③ 自动处理引脚冲突 ④ 动态设置时钟树，生成系统时钟配置代码 ⑤ 可以动态设置外围和中间件模式和初始化 ⑥ 功耗预测 ⑦ C 代码工程生成器覆盖了 STM32 微控制器初始化编译软件，如 IAR，KEIL，GCC。 ⑧ 可以独立使用或者作为 Eclipse 插件使用对于 STM32CubeMX 和 STM32Cube 的关系这里我们还需要特别说明一下，STM32Cube包含 STM32CubeMX 图形工具和 STM32Cube 库两个部分，使用 STM32CubeMX 配置生成的代码，是基于 STM32Cube 库的。也就是说，我们使用 STM32CubeMX 配置出来的初始化代码，和 STM32Cube 库兼容，例如硬件抽象层代码就是使用的 STM32 的 HAL 库。不同的 STM32 系列芯片，会有不同的 STM32Cube 库支持，而 STM32CubeMX 图形工具只有一种。所以我们配置不同的 STM32 系列芯片，选择不同的 STM32Cube 库即可。它们之间的关系如下图： cubemx

4.8.2 STM32CubeMX 运行环境搭建¶

Java
STM32CubeMX

4.8.3 使用 STM32CubeMX 工具配置工程模板¶

大多数情况下，我们都只使用 STM32CubeMX 来生成工程的时钟系统初始化代码以及外设的初始化代码，因为用户控制逻辑代码是无法在 STM32CubeMX 中完成的，需要用户自己根据需求来实现。使用 STM32CubeMX 配置工程的一般步骤为： 1）工程初步建立和保存 2）RCC 设置 3）时钟系统（时钟树）配置 4）GPIO 功能引脚配置 5）生成工程源码 6）用户代码接下来我们将按照上面 6 个步骤，依次教大家使用 STM32CubeMX 工具生成一个完整的工程模板。

4.8.3.1 工程初步建立和保存¶

File>New Project，选择对应的芯片型号，然后选择对应的工程路径，点击 OK，然后保存工程。

4.8.3.2 RCC 设置¶

4.8.3.3 时钟系统（时钟树）配置¶

4.8.3.4 GPIO 功能引脚配置¶

4.8.3.5 Cortex-M7 内核基本配置¶

4.8.3.6 生成工程源码¶

4.8.3.7 编写用户程序¶

这里大家需要注意，STM32CubeMX 生成的main.c 文件中，有很多地方有“/* USER CODE BEGIN X /”和“/ USER CODE END X */”格式的注释，我们在这些注释的 BEGIN 和 END 之间编写代码，那么重新生成工程之后，这些代码会保留而不会被覆盖。