接口技术实验创新研究型实验指导书-STM32控制接口部分

图7时钟模块流程图

5.3定时控制模块定时控制模块是通过函数LcdShow_Init来实现的，LcdShow_Init配置的LCD的显示各个参数，在时钟相对输出模式下初始化TIM2通用定时器。通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。它适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度(输入采集)或者产生输出波形使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。首先，程序对通用定时器的结构的模式进行初始化，对预装载寄存器进行初始化配置。接下来，对时钟的基本参数进行配置：TIM_Period配置在下一次更新事件中自动装载寄存器下载的时间，TIM_Prescaler设置预分频器的值，用来分配TIMx通用定时器时钟，其值必须在0x0000和0xFFFF之间；TIM_ClockDivision配置时钟分配；TIM_CounterMode选择计数器模式，程序里TIM_CounterMode_Up为向上计数模式，即计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器的内容)，然后重新从计数，并且产生一个计数器溢出事件。TIM_ARRPreloadTIM_ARRPreloadConfig(TIM2,DISABLE)使TIM2预加载到ARR寄存器里。接下来是根据TIM_OCInitStructure确定的参数来初始化TIMx的外设。TIM_OCMode选择时钟模式，程序中TIM_OCMode_Timing为时钟输出计数模式。TIM_Channel选择所用通道，程序中选择通道1.TIM_Pulse设置脉冲值，这个值会被装载到捕获/比较模式寄存器里。其值必须是0x0000到0xFFFF之间。TIM_OCPolarity设置输出极性，程序里的极性为high。TIM_OC1PreloadConfig禁用捕获/比较模式寄存器CCR1里的预分载器，最后，TIM_ITConfig允许指定TIMx的中断，使能TIM2。对Period配置在下一次更新。5.4中断模块嵌套向量中断控制(NVIC)。有多种用途，例如可以允许和禁止中断请求，允许和禁止独立的IRQ通道，改变IRQ通道的优先级，可以实现低延迟的中断处理和有效处理地处理晚到的中断。NVIC采用中断方式可以提高系统的实时性，可以快速响应对数据的采集和存储请求。它支持电平和脉冲中断源。处理状态会在中断进入时由硬件自动保存，并在中断退出时恢复。开发板上每个外设都是一个中断源，它们是通过中断控制器NVIC来控制的。NVIC有43个可管理的中断通道，16个可编程的优先级别。系统的中断向量表是固定的（也可以通过编程改变），用户可以不用直接接触中断向量表，而只需要在系统提供的相应的中断处理程序中填写代码，实现用户需要的功能。程序模块的初始化的主要工作是开启中断通道，并设置它们的优先级，NVIC_InitTypeDef在stm32f10x_nvic.h定义，定义的参数包NVIC_IRQChannel、NVIC_IRQChannelPreemptionPriority、NVIC_IRQChannelSubPriority、FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd。程序所用到的中断有TIM2、ADC、按键1（设置为外部中断线4）和按键2（设置为外部中断线3），它们的优先级分别是1、4、2、3。调用NVIC_Init()对中断通道进行配置。VECT_TAB_RAM用于选择不同的向量定位。RAM和Flash在存储空间中处于不同的地址区域，因此向量表中的向量的内容也不一样；向量表放在RAM时，表中的向量应指向RAM中的处理程序，中断发生在RAM里；而向量表放在Flash时，表中的向量应指向Flash中的处理程序，中断则发生在Flash里。以下是中断实现详细的流程图：图8中断实现流程图

六、实验项目实验一、基于STM32CPU控制的8253实验一、实验目的通过掌握STM32开发手段和步骤，熟悉当前接口技术发展的现状；了解使用高级C语言中函数的调用编程，进而熟悉8253的工作原理；掌握STM32产生控制信号的方法，进而深入了解和熟悉可编程芯片的内在规律的实质。了解当今定时/技术技术发展的趋势和所能实现的功能，为今后设计更加复杂的电路作技术储备。学生在课堂上仅仅通过了理论的学习，还需要对所学知识有个直观而生动的了解，这个实验可以使学生更深刻的理解8253A定时/计数器的各种工作方式的特点；通过观察实验波形，可直观地了解这几种工作方式的异同。二、实验内容实验使用STM32的GPIO接口作为8253的数据信号和控制信号，如图1所示，要求8253工作在方式3，产生方波。拓展实验：可以根据8086基础实验的内容，设计实现由STM32控制的基础实验。比如：编写程序分别显示0，2，3几种工作方式下的波形。要求2方式的输出频率为1000Hz，3方式的输出频率为2000Hz，0方式的定时长度为。本实验使用8253A的定时/计数器2，GATE2通过K1接到+5V或地，CLK2接1MHZ的时钟脉冲，OUT2接示波器观测输出波形，并在数码管上显示“8253A”。三、实验接线图图1定时器模块实现连线图四、实验编程提示8253的输入信号采用STM32的定时器输出信号，这样，需要对STM32的定时器实现做一个全面的了解，比较8253和STM32实验平台定时器两者的异同。五、实验步骤根据原理图正确连接实验线路。正确理解实验原理。编写实验程序，并上机调试，用示波器观察实验结果。

实验二：基于STM32控制的8255实验一、实验目的1、通过掌握STM32开发手段和步骤，熟悉当前接口技术发展的现状；2、了解使用高级C语言中函数的调用编程，进而熟悉8255的工作原理；3、掌握STM32产生控制信号的方法，进而深入了解和熟悉可编程芯片的内在规律的实质。4、了解当今GPIO接口技术发展的趋势和所能实现的功能，为今后设计更加复杂的电路作技术储备。二、实验内容实验使用STM32的GPIO接口作为8255的数据信号和控制信号，如图2所示，要求8255工作在方式0。三、实验接线图图2并口模块实验连线图四、实验步骤1、根据原理图正确连接实验线路。2、正确理解实验原理。3、编写实验程序，并上机调试，观察实验结果。

实验三、基于STM32控制的8251实验一、实验目的1、通过掌握STM32开发手段和步骤，熟悉当前接口技术发展的现状；2、了解使用高级C语言中函数的调用编程，进而熟悉8251的工作原理；3、掌握STM32产生控制信号的方法，进而深入了解和熟悉可编程芯片的内在规律的实质。4、了解当今串行通信技术发展的趋势和所能实现的功能，为今后设计更加复杂的电路作技术储备。二、实验内容通过STM32的GPIO产生控制和数据信号，进而控制8251的发送和接收（自环连接），实验电路如图3所示。三、实验接线图图3串口模块实验连线图四、实验步骤1、根据原理图正确连接实验线路。2、正确理解实验原理。3、编写实验程序，并上机调试，用示波器观察实验结果。

实验四：基于STM32CPU控制的ADC0809中断方式数据采集实验一、实验目的1、通过掌握STM32CPUCPU开发手段和步骤，熟悉当前接口技术发展的现状；2、了解使用高级C语言中函数的调用编程，进而熟悉ADC0809的工作原理和时序；3、掌握STM32CPUCPU中断及其处理的设置，进而熟悉中断的基本概念。二、实验内容实验使用STM32CPU的GPIO接口作为ADC0809的数据信号和控制信号，如图4所示，要求采用ADC0809通道0作为输入模拟信号；输出的数据信号（采集点数量自定）存储在RAM中，并利用调试手段验证其准确性。三、实验接线图图4STM32CPU控制的ADC0809A/D采集硬件图四、实验编程提示输入可以是如图4所示的可变的直流电位，也可以是连续波形信号，比如1KHZ方波等(可以由STM32实验平台之定时器产生)。五、实验步骤1、分析实验电路图，根据图2－1正确连接实验线路。2、重点要注意STM32CPU产生的控制信号与ADC0809时序的配合问题。3、编写实验程序，并上机调试，在RAM中验证实验结果。

参考文献1.《IAREWARM快速入门》(1.0版)2006.22.牛志成徐立辉刘冬莉《C语言程序设计》清华大学出版社，20083.JeanJ.Labrosse(邵贝贝译)《嵌入式实时操作系》uC/OS-II(第2版)》北京航空航天大学出版社，2003年4.张垚邵惠鹤《基于嵌入式控制器的液晶显示模块的设计与开发》微型电脑应用，2004年第20卷第8期5.贾智平《嵌入式系统原理与接口技术》清华大学出版社,20056.黄盈鑫《STM32F103-EVAL用户手册》(V1.0)2007-12-097.张雄伟,曹铁勇《DSP芯片的原理与开发应用》北京：电子工业出版社，20028.张卫杰，侯孝民《高速大容量数据采集系统得设计与实现》电子测量与仪器学报，vol.19no.49.《UM0427UsermanualARM®-based32-bitMCUSTM32F101xxandSTM32F103xxfirmwarelibrary》(V2.0)2007.1010.其他英文资料来源：

附录：部分源程序（1）.其中设置8253工作方式及初值的函数如下：/********************************************************************************FunctionName:8253_Configuration*Description:Configurestheworkstyleof8253*******************************************************************************/voidChooseCounter0Write(u16portval)\\设置选定计数器0{u16val;val=(portval&0x00ff)<<8;val=val+0x0008;GPIO_Write(GPIOB,val); }voidChooseCounter1Write(u16portval)\\设置选定计数器1{u16val;val=(portval&0x00ff)<<8;val=val+0x0009;GPIO_Write(GPIOB,val);}voidChooseCounter2Write(u16portval)\\设置选定计数器2{u16val;val=(portval&0x00ff)<<8;val=val+0x000a;GPIO_Write(GPIOB,val);}voidChooseControlerWrite(u16portval)\\设置控制命令字{u16val;val=(portval&0x00ff)<<8;val=val+0x000b;GPIO_Write(GPIOB,val);}voidChooseCounter0Read(u16*portval)\\设置为读取计数器0{ GPIO_Write(GPIOB,0x0004); u16val;val=GPIO_ReadOutputData(GPIOB); val=(val&0xff00)>>8; *portval=val;}voidChooseCounter1Read(u16*portval)\\设置为读取计数器1{ GPIO_Write(GPIOB,0x0005); u16val;val=GPIO_ReadOutputData(GPIOB); val=(val&0xff00)>>8; *portval=val;}voidChooseCounter2Read(u16*portval)\\设置为读取计数器2{ GPIO_Write(GPIOB,0x0006); u16val;val=GPIO_ReadOutputData(GPIOB); val=(val&0xff00)>>8; *portval=val;}（2）.设置时钟初始化的程序如下：/********************************************************************************FunctionName:RCC_Configuration*Description:Configuresthedifferentsystemclocks.*Input:None*Output:None*Return:None*******************************************************************************/voidRCC_Configuration(void)\\对STM32的系统时钟及外部设备时钟进行初始化{/*RCCsystemreset(fordebugpurpose)*/RCC_DeInit();/*EnableHSE*/RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);/*WaittillHSEisready*/HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus==SUCCESS){/*EnablePrefetchBuffer*/FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);/*Flash2waitstate*/FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); /*HCLK=SYSCLK*/RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);/*PCLK2=HCLK*/RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);/*PCLK1=HCLK/2*/RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);/*PLLCLK=8MHz*9=72MHz*/RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);/*EnablePLL*/RCC_PLLCmd(ENABLE);/*WaittillPLLisready*/while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)==RESET){}/*SelectPLLassystemclocksource*/RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);/*WaittillPLLisusedassystemclocksource*/while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08){}}}（3）.GPIO初始化的程序如下：/********************************************************************************FunctionName:ＧＰＩＯ_Configuration*Description:ConfiguresIOport_B.*Input:None*Output:None*Re