STM32实战笔记
文章目录
- 比较好的文章
- 加密
- 驱动开发
- 启动
- 使用CCMRAM内存
- 串口
- 网口
- UDP
- USB虚拟串口
- 在线升级
- 官方资源
- 博客资源
- 推荐资源
- Keil使用
- 生成bin文件
- 问题分析与解决
- JTAG与串口
- JTAG下载程序
- 找不到JTAG设备
- STM32 汇编
- 汇编中含C语言注释
- 数字信号处理
- 滤波
- IIR滤波器
本人STM32开发过程中的一些心得及总结。
比较好的文章
加密
- STM32MCU加密原理与方法 （很详细）
驱动开发
启动
使用CCMRAM内存
CCMRAM 为仅CPU可直接访问的内存，外设不能访问，所以像ADC、USB这些外设是不能使用的，CCMRAM的使用方法大概如下：
取消勾选 Keil --> Options for Target XXX --> Linker --> Use Memory Layout from Target Dialog ，并自定义散列文件：
; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************
;LR_IROM1 0x08000000 0x00080000 { ; load region size_region
;ER_IROM1 0x08000000 0x00080000 { ; load address = execution address
LR_IROM1 0x08010000 0x00080000 { ; load region size_region
ER_IROM1 0x08010000 0x00080000 { ; load address = execution address
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
}
RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000 { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
RW_IRAM2 0x10000000 0x00010000 {
.ANY (CCMRAM)
}
}
在程序中，直接使用：CCMRAM a[10]={0};
串口
USART 单字节传输
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Qx1wmncs-1575945336675)(//img-blog.csdn.net/20180322105859214?watermark/2/text/Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMzU2MTY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70 “USART 单字节传输”)]
USART DMA 传输
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uiFKDIij-1575945336677)(//img-blog.csdn.net/20180322110035763?watermark/2/text/Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMzU2MTY=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70 “USART DMA 传输”)]
网口
注意事项：
- PHY芯片地址
- PHY上电需复位
- 上传间隔不能太小，否则影响传输速度
- 中断组及优先级
比较好用，性能稳定的调试助手 sokit , 注意，发送数据时要选中连接。
F4以太网速度的问题
- lwip_periodic_handle()函数中的TCP定时器由250ms改为2ms，速度提高了很多，但还是只有0.05M的样子
- 例程里面我们把发送函数放到了LWIP的轮训函数中，那个轮训函数是定时调用的，所以速度不会块，你可以把发送函数单独拿出来调用，这样速度就会快
UDP
为什么udp为什么不能发送大于1472字节数据
UDP 包的大小就应该是 1492 - IP头(20) - UDP头(8) = 1464(BYTES)
TCP 包的大小就应该是 1492 - IP头(20) - TCP头(20) = 1452(BYTES)
但是发送1400字节长度则没有问题。尝试着在lwipopts.h 或 opts.h中，把IP分片配置 IP_FRAG 和IP_REASSEMBLY两个宏定义打开以使能IP分片，还是不可以
USB虚拟串口
USB虚拟串口，单字节传输。
需要注意更改设备描述符，本人在开发过程中，遇到一个现象，ST官网提供得PC虚拟串口驱动，只能Win10使用，Win7上仅个别电脑可用，其它电脑出现黄色叹号，最终通过更改设备描述符后正常，如下面代码，将 bDeviceClass 从 0x00 改成 0x02 后正常。
/* USB Standard Device Descriptor */
__ALIGN_BEGIN uint8_t USBD_DeviceDesc[USB_SIZ_DEVICE_DESC] __ALIGN_END =
{
0x12, /*bLength */
USB_DEVICE_DESCRIPTOR_TYPE, /*bDescriptorType*/
0x00, /*bcdUSB */
0x02,
// 0x00, /*bDeviceClass*/
0x02, /*bDeviceClass*/
0x00, /*bDeviceSubClass*/
0x00, /*bDeviceProtocol*/
USB_OTG_MAX_EP0_SIZE, /*bMaxPacketSize*/
LOBYTE(USBD_VID), /*idVendor*/
HIBYTE(USBD_VID), /*idVendor*/
LOBYTE(USBD_PID), /*idVendor*/
HIBYTE(USBD_PID), /*idVendor*/
0x00, /*bcdDevice rel. 2.00*/
0x02,
USBD_IDX_MFC_STR, /*Index of manufacturer string*/
USBD_IDX_PRODUCT_STR, /*Index of product string*/
USBD_IDX_SERIAL_STR, /*Index of serial number string*/
USBD_CFG_MAX_NUM /*bNumConfigurations*/
} ; /* USB_DeviceDescriptor */
在线升级
官方资源
在 ST 官网搜索 IAP，可找到如下 资源
- STSW-STM32067 : STM32F4 in-application programming (IAP) using the USART (AN3965)
- STSW-STM32069 : STM32F4x7 in-application programming (IAP) over Ethernet based on LwIP TCP/IP stack (AN3968)
- X-CUBE-IAP-USART: STM32Cube in-application programming using the USART embedded software (AN4657)
博客资源
- STM32 IAP在线升级教学
- stm32 在线升级的惨痛经历
- WiFi物联中的OTA固件升级设计原理
- ISP与IAP的区别
- 单片机三种烧录方式ISP、IAP和ICP的区别详解
- IAR环境下STM32+IAP方案的实现(转)
- stm32通过485接串口做IAP ：USART半双工
- 关于STM32的IAP与APP互相跳转
推荐资源
- 《STM32F429开发指南-寄存器版本_V1.1》第五十七章 串口 IAP 实验
###重要总结
IAP的升级，需要编写两个程序，一个是bootloader程序，用于启动和升级系统，这里称为IAP程序；另一个是Application应用程序，是你实际要运行的程序，这里称为APP程序。
流程大概是这样：上电后，先启动IAP程序，在IAP程序中判断是否升级标志，若是，则接收更新文件，然后进行校验无误后，写入APP地址区域（FLASH中），然后更改升级标志为否，跳转到APP执行；若否，则直接跳转到APP程序区域执行；在APP程序运行中，也可以根据接收的命令，判断是否进行升级，若升级，更改升级标志，并跳转到IAP程序。
需要注意的是，在跳转前（IAP --> APP，APP --> IAP）必须关闭所有使用的外设和中断，如网口、USB虚拟串口、ADC、DAC等等，防止升级过程中外部中断触发导致升级失败。否则，当在另一程序中开启中断时，MCU会处理之前触发的中断。ARM MDK中提供了如下两个接口来禁用（__disable_irq()）和开启（__enable_irq()）总中断。但使用时需注意:
__disable_irq()只是禁止CPU去响应中断，没有真正的去屏蔽中断的触发，中断发生后，相应的寄存器会将中断标志置位，在__enable_irq()开启中断后，由于相应的中断标志没有清空，因而还会触发中断。所以要想禁止所有中断，必须对逐个模块的中断进行Disable操作，由于每个模块中断源有很多，对逐个中断Disable的话比较复杂，较为简单的方法是通过XXX_ClearITPendingBit()清除中断标志或者直接通过XXX_DeInit()来清除寄存器的状态。这样在__enable_irq()开启总中断后，MCU就不会响应之前触发的中断了。
在做IAP升级开发时，可以先实现IAP到APP的跳转功能，此时，对于IAP和APP分别需要进行以下设置：
首先分配FLASH的内存，大小和地址任意，但不能重叠：
- IAP
- 加入
JumpToAPP()跳转程序；
- 加入
- APP
- 设置APP程序地址：
Keil --> Options for Target XXX --> Target --> IROM1如0x8010000，并确保Keil --> Options for Target XXX --> Linker --> Use Memory Layout from Target Dialog勾选，如果不勾选，需要自己定义散列文件（Scatter File .sct），并在散列文件中设置； - 设置中断向量表偏移地址：在APP程序起始处
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x10000);； - 打开中断：紧接着上一步
__enable_irq(); - 添加升级协议及APP到IAP跳转程序。
- 设置APP程序地址：
然后，分别下载两个程序到板子即可。
Keil使用
生成bin文件
这里的Output目录与下面的目录一致
问题分析与解决
JTAG与串口
接上JTAG，串口发数正常，拔掉串口发数异常，帧与帧之间会多好些 FF ，网上有很多说法，有种说法是把JTAG与板子断开，而不是只拔USB。
JTAG下载程序
一次烧写程序，错将CPU上的JTAG几个引脚中的一个引脚配成其它的引脚，导致下载时提示，不能与CPU连接，于是断电重试n次，问题依旧。后来灵机一动，在点下载程序按钮的同时上电，而不是在下载程序前上电，成功！！！
找不到JTAG设备
首先检查仿真器, 设备及供电是否正常, 若均正常, 有可能是 Keil 软件设置的问题. 如某次使用 Jlink作为下载调试设备, Keil中始终发现不了JTAG设备, 而有的工程是可以的, 由此怀疑是设置问题. 后来发现将工程的 Jlink 配置文件及Debug文件删除重新配置即可, 如下图所示
STM32 汇编
汇编中含C语言注释
如果在汇编代码中使用C语言注释, Keil中编译会提示很多错误, 类似如下:
..\..\Libraries\RADAR_LIB\dsp\TransformFunctions\app_bitreversal2.S(43): error: A1163E: Unknown opcode defined(__CC_ARM) , expecting opcode or Macro
error: A1137E: Unexpected characters at end of line
..\..\Libraries\RADAR_LIB\dsp\TransformFunctions\app_bitreversal2.S(70): error: A1167E: Invalid line start
参考 这里 解决, 即在Keil的汇编编译选项 (Options for Target … --> Asm --> Misc Controls) 中加入 --cpreproc 过滤, 即可.
数字信号处理
滤波
IIR滤波器
Matlab命令窗口输入 fdatool 打开滤波器设计交互界面，按下图所示输入滤波器参数，这里设计转置直接II型的IIR滤波器。填好参数，点击 Design Filter 按钮开始设计, 设计完成后， 可以通过 Edit --> Convert Structure 转换成其它结构，如直接I型、直接II型、转置直接II型、Lattice型等等。
若想在STM32上使用该滤波器，还需要做一些转换，具体参见 STM32 官方手册中的 “Biquad Cascade IIR Filters Using a Direct Form II Transposed Structure” 小节，需要注意的是：Matlab的fdatool设计出的滤波器中的反馈系数被反转，故需要反转回来再送入STM32的 arm_biquad_cascade_df2T_f32 函数。本人写了一个转换代码，可以直接将Matlab的SOS系数转换为STM32上的格式。
%% MATLAB
% SOS is an L by 6 matrix which contains the coefficients of each
% second-order section in its rows:
% SOS = [ b01 b11 b21 1 -a11 -a21
% b02 b12 b22 1 -a12 -a22
% ...
% b0L b1L b2L 1 -a1L -a2L ]
%% STM32
% {b01, b11, b21, a11, a21, b02, b12, b22, a12, a22, ...}
%% Convert
% clear all
file = 'iircoef.c';
IIR_LEN_STR = 'IIR_LEN_MTI';
fid = fopen(file, 'w+');
fprintf(fid, ['float IIR_COEFFS[', IIR_LEN_STR, ']={\r\n']);
% for STM32, see doc
SOSO = SOS1(:, [1:3, 5:6]);
SOSO(:, 4:5) = -SOSO(:, 4:5);
[numStages, M] = size(SOSO);
for n=1:numStages
for m=1:M
fprintf(fid, '%f, ', SOSO(n, m));
end
fprintf(fid, '\r\n');
end
fprintf(fid, '};');
fclose(fid);
下面给两张结果图，分别为经过Matlab的sosfilt函数滤波后，以及经过ARM的arm_biquad_cascade_df2T_f32 函数滤波后的结果图，可见完全一致。
