STM32-自学笔记（3.丰富多样的外部设备上）

通用设备单元

STM32上的通用设备单元包括：通用输入/输出口（简称GPIO，也称通用I/O），外部中断单元，ADC转换模块，通用/高级定时器，实时时钟RTC，备份寄存器以及入侵检测引脚。

1.通用输入/输出口

STM32提供多达80个GPIO，他们分别分布在五个端口中，所以每个端口有16个GPIO。这些端口分别以A~E命名（GPIOA~GPIOE）,最大耐压值为5v，大部分的外部引脚都可以从通用的GPIO切换为用户设备的专用I/O口，如USART接口设备的RX/TX通道，或者I2C接口设备的SCL/SDA引脚。此外stm32还有一个外部中断控制单元，允许将每个端口的16个GPIO通过映射成为外部中断输入口。

当GPIO作为输入口时：可以选择是否使用内部上拉/下拉电阻。

当GPIO作为输出口时：可以选择推挽输出方式和开漏极输出方式。同时可以将最大翻转频率限制在2MHz，10MHz，50MHz三个级别。

 

2.外部中断单元

STM32的外部中断单元共有19个外部中断（EXTI）通道，通过NVIC和中断向量进行映射。其中的0~15EXTI通道与GPIO引脚相连可以通过产生电平边沿（上升沿或下降沿）触发中断。剩下的三个中断通道分别被RTC警报中断，USB唤醒终端和电源检测单元所占据。STM32的NVIC为0~4号EXTI通道提供单独的中断向量，而5~9通道和10~15通道则各自共用一个中断向量。EXTI对STM32的功耗控制有着非同小可的作用。因为外部中断单元不需要时钟的驱动就可以工作，所以外部中断单元可以唤醒停机状态下的控制器。用户可以让几个外部引脚使用同一个

EXTI通道。

 

3.ADC转换模块

STM32的ADC模块拥有12位精度，其转换速率达到100万次每秒（1MHz），最大通道数为18，其中16个可以用作测试外部信号，而剩下的两个通道，其一与ADC内部温度传感器连接，其二与内部基准电压源连接。

1.每个ADC都有两种基本转换模式：注入模式和常规模式。

常规模式下，用户可以使ADC的单个或部分通道轮流进行A/D转换，最多可以使用16个通道进行转换。此外各个通道的转换次序也是可以定制的，一个通道在一个转换周期内可以进行多次转换。

每次转换结束，转换结果都会放在一个单独的结果寄存器中，同时可以选择产生一个中断。由于adc的转换结果是12位，但存放在一个16位的寄存器中，所以采用左对齐或者右对齐的方式存放。如图

通过一个专门的DMA通道，可以将ADC的转换结果从结果寄存器中传输到内存中。用户可以使每次组转换周期结束时产生中断请求DMA传输。

ADC还有一种转换模式称为注入模式。注入转换组最多使用4个通道，可以使用软件或者硬件触发（和常规模式一样）。一旦注入模式触发之后，当前运行的常规转换会被终止，转而执行注入转换。注入转化完成之后，在返回执行常规转换（有点像cpu的中断嵌套）。和常规转换一样，一个通道在一个转换周期内可以进行多次转换。

和常规转换不同的是，注入转换组使用不同于常规转换组使用的结果寄存器。

ADC注入转换通道数据移位寄存器用以存储一个16位的数值。当ADC注入转换完成后，其转换结果会自动减去移位寄存器里的值，这才是最终的注入转换结果。其结果有可能成为负数，所以图中用SEXT表示符号位。和常规转换一样，可以采用左对齐或者右对齐的方式存放。

 

2.模拟看门狗：

如图用户可以设置看门狗的上下限电压值。一旦超过这个上下限，就会触发模拟看门狗中断。

3.ADC的基本设置：

ADC寄存器模块包括以下寄存器：

ADC状态寄存器

ADC控制寄存器

ADC采样时间寄存器

ADC注入通道数据偏移寄存器

ADC看门狗高阈值寄存器

ADC规则序列寄存器

ADC注入数据寄存器

ADC规则数据寄存器

 

ADC的寄存器模块可以设置如下参数：单次采样时间，常规模式和注入模式的偏移值以及看门狗上下电压阈值。

ADC的全部工作参数都在ADC状态寄存器和ADC控制寄存器中设置。

使用DMA传输配合ADC转换效率更高。

 

4.双ADC模式

 

5.通用/高级定时器：

STM32分为好几个类别，有以下：

1.高级定时器

2.通用定时器

3.基本定时器

4.看门狗定时器

5.SysTick定时器

高级定时器 通用定时器 基本定时器，这三个定时器成上下级的关系，即基本定时器有的功能通用定时器都有，而且还增加了向下、向上/向下计数器、PWM生成、输出比较、输入捕获等等功能；而高级定时器又包含了通用定时器的所有功能，另外还增加了死区互补输出、刹车信号、加入重复计数器等等。
      所以学习STM32 定时器实际就是学习一下高级定时器，然后适当的删减后就是后面的两种定时器了。

STM32有4个定时器单元，共计8个定时器。定时器1和定时器8为高级定时器，专门用于电机控制。

剩下的定时器为通用定时器，所有的定时器都有类似的结构，高级定时器中加入了一些高级的硬件特性。

（1）通用定时器：所有的通用定时器都是基于16位宽度的计数器，带有16位预分频器和自动重载寄存器。定时器的计数模式可以设置为向上计数、向下计数和中央计数模式（从中间向两边计数）。定时器的时钟驱动源多达8个可选，这里甚至包括系统主时钟提供的专用时钟，另一个定时器所产生的边沿输出时钟，通过捕获比较引脚输入的外部时钟。如果使用定时器所产生的边沿输出时钟和外部时钟，就需要通过ETR引脚将定时器内部的输入门控打开。

除了基本的计时功能之外，每一个定时器还带有4个捕获比较单元。这些单元不仅具备基本的捕获比较功能，还有一些特殊的工作模式。如：在捕获模式下，定时器将启用一个输入过滤器和一个特殊的PWM测量模块，同时还支持编码输入；在比较模式下，定时器可实现标准的比较功能，输出可定制的PWM波形，产生单次脉冲。此外，每个定时器都支持中断和DMA传输。

捕获单元:

通用定时器的捕获单元，有四个捕获比较通道。分别有一个可配置的边沿检测器连接。当检测器检测到电平边沿变化时，定时器当前计数值就会被捕获存入16位捕获比较寄存器中。当捕获事件发生时，用户可以选择停止计数或者复位计数器，此外捕获时间还可以用于触发中断和申请DMA传输。下图

 

（摘自STM32自学笔记）