STM32入门学习------每天进步一点点(记得多写代码多总结((一))

转载链接有:
首先要了解内存的工作原理
https://blog.csdn.net/junzhu_beautifulpig/article/details/50771807
ROM,RAM和FLASH的区别,下面主要是具体到他们在单片机中的作用。
==太抽象的东西很难懂,为了学习而学习效率低下,为什么使用它,能完成什么功能才是学嵌入式的王道,相信每一样技术都有它存在的道理,在不用使用它(没有学习的动机)而学习是相当痛苦的过程)
一、ROM,RAM和FLASH在单片中的作用
ROM——存储固化程序的(存放指令代码和一些固定数值,程序运行后不可改动)

c文件及h文件中所有代码、全局变量、局部变量、’const’限定符定义的常量数据、startup.asm文件中的代码(类似ARM中的bootloader或者X86中的BIOS,一些低端的单片机是没有这个的)通通都存储在ROM中。

RAM——程序运行中数据的随机存取(掉电后数据消失)
整个程序中,所用到的需要被改写的量,都存储在RAM中,“被改变的量”包括全局变量、局部变量、堆栈段。

FLASH——存储用户程序和需要永久保存的数据。

例如:现在家用的电子式电度表,它的内核是一款单片机,该单片机的程序就是存放在ROM里的。电度表在工作过程中,是要运算数据的,要采集电压和电流,并根据电压和电流计算出电度来。电压和电流时一个适时的数据,用户不关心,它只是用来计算电度用,计算完后该次采集的数据就用完了,然后再采集下一次,因此这些值就没必要永久存储,就把它放在RAM里边。然而计算完的电度,是需要永久保存的,单片机会定时或者在停电的瞬间将电度数存入到FLASH里。
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二、ROM,RAM和FLASH在单片中的运作原理
1、程序经过编译、汇编、链接后,生成hex文件;
2、用专用的烧录软件,通过烧录器将hex文件烧录到ROM中
注:这个时候的ROM中,包含所有的程序内容:一行一行的程序代码、函数中用到的局部变量、头文件中所声明的全局变量,const声明的只读常量等,都被生成了二进制数据。
疑问:既然所有的数据在ROM中,那RAM中的数据从哪里来?什么时候CPU将数据加载到RAM中?会不会是在烧录的时候,已经将需要放在RAM中数据烧录到了RAM中?
答:
(1)ROM是只读存储器,CPU只能从里面读数据,而不能往里面写数据,掉电后数据依然保存在存储器中;RAM是随机存储器,CPU既可以从里面读出数据,又可以往里面写入数据,掉电后数据不保存,这是条永恒的真理,始终记挂在心。
(2)RAM中的数据不是在烧录的时候写入的,因为烧录完毕后,拔掉电源,当再给MCU上电后,CPU能正常执行动作,RAM中照样有数据,这就说明:RAM中的数据不是在烧录的时候写入的,同时也说明,在CPU运行时,RAM中已经写入了数据。
3、ROM中包含所有的程序内容,在MCU上电时,CPU开始从第1行代码处执行指令。这里所做的工作是为整个程序的顺利运行做好准备,或者说是对RAM的初始化(注:ROM是只读不写的),工作任务有几项:
(1)为全局变量分配地址空间—如果全局变量已赋初值,则将初始值从ROM中拷贝到RAM中,如果没有赋初值,则这个全局变量所对应的地址下的初值为0或者是不确定的。当然,如果已经指定了变量的地址空间,则直接定位到对应的地址就行,那么这里分配地址及定位地址的任务由“连接器”完成。
(2)设置堆栈段的长度及地址—用C语言开发的单片机程序里面,普遍都没有涉及到堆栈段长度的设置,但这不意味着不用设置。堆栈段主要是用来在中断处理时起“保存现场”及“现场还原”的作用,其重要性不言而喻。而这么重要的内容,也包含在了编译器预设的内容里面,确实省事,可并不一定省心。
(3)分配数据段data,常量段const,代码段code的起始地址——代码段与常量段的地址可以不管,它们都是固定在ROM里面的,无论它们怎么排列,都不会对程序产生影响。但是数据段的地址就必须得关心。数据段的数据时要从ROM拷贝到RAM中去的,而在RAM中,既有数据段data,也有堆栈段stack,还有通用的工作寄存器组。通常,工作寄存器组的地址是固定的,这就要求在绝对定址数据段时,不能使数据段覆盖所有的工作寄存器组的地址。必须引起严重关注。
注:这里所说的“第一行代码处”,并不一定是你自己写的程序代码,绝大部分都是编译器代劳的,或者是编译器自带的demo程序文件。因为,你自己写的程序(C语言程序)里面,并不包含这些内容。高级一点的单片机,这些内容,都是在startup的文件里面。
4、普通的flashMCU是在上电时或复位时,PC指针里面的存放的是“0000”,表示CPU从ROM的0000地址开始执行指令,在该地址处放一条跳转指令,使程序跳转到_main函数中,然后根据不同的指令,一条一条的执行,当中断发生时(中断数量也很有限,2~5个中断),按照系统分配的中断向量表地址,在中断向量里面,放置一条跳转到中断服务程序的指令,如此如此,整个程序就跑起来了。决定CPU这样做,是这种ROM结构所造成的。
注:特别的,如下
1–I/O口寄存器:也是可以被改变的量,它被安排在一个特别的RAM地址,为系统所访问,而不能将其他变量定义在这些位置。
2–中断向量表:中断向量表是被固定在MCU内部的ROM地址中,不同的地址对应不同的中断。每次中断产生时,直接调用对应的中断服务子程序,将程序的入口地址放在中断向量表中。

ROM的大小疑问:

对于flash类型的MCU,ROM空间的大小通常都是整字节的,即为ak8bits。这很好理解,一眼就知道,ROM的空间为aK。但是,对于某些OTP类型的单片机,比如holtek或者sonix公司的单片机,经常看到数据手册上写的是“OTP progarming ROM 2k15bit…”,可能会产生疑惑,这个“15bit”认为是1个字节有余,2个字节又不足,那这个ROM空间究竟是2k,多于2k,还是4k但是少了一点点呢?
答:这里要明确两个概念:一个是指令的位宽,另一个是指令的长度。指令的位宽是指一条指令所占的数据位的宽度;有些是8位位宽,有些是15位位宽。指令长度是指每条指令所占的存储空间,有1个字节,有2个字节的,也有3个字节甚至4个字节的指令。实事上也确实如此,当在反汇编或者汇编时,可以看到,复合指令的确是有简单的指令组合起来的。

三、flash
关于flash,在单片机中需要外接,且需要cup具有SPI接口
例如:25PE80V6、25080BVSIG等

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STM32开发 – CRC
转载自—https://blog.csdn.net/qq_29350001/article/details/79518638
通信协议里有CRC校验码,计算从报文的起始字节到报文内容最后一个字节的crc16的值。
举个例子:
远程控制命令集
5B 20 00 0A 00 01 0A 01 FE 00 01 00 AB 89
CRC校验码为:AB 89
运算规则
RTU检查码(CRC)计算,运算规则如下:
步骤1:令16位暂存器(CRC暂存器)= 0xFFFF。
步骤2:异或第一个8位字节的消息指令与低位元16位CRC暂存器,做异或将结果存入CRC暂存器内。
步骤3:右移一位CRC暂存器,将0填入高位元处。
步骤4:检查右移的值,如果是0将步骤3的新值存入CRC暂存器内,否则异或0xA001与CRC暂存器,将结果存入CRC暂存器内。
步骤5:重复步骤3〜步骤4,将8位全部运算完成。
步骤6:重复步骤2〜步骤5,取下一个8位的消息指令,直到所有消息指令运算完成。最后,得到的CRC缓存器的值,即CRC的检查码。值得注意的是CRC的检查码必须交换放置于讯息指令的检查码中。
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移位运算符
移动操作符可以把数字中每个二进制数位统一想左或者向右移动n个位置,移动操作会得到一个新数字,不会修改原来的数字。

1) <<表示向左移动操作

向左移动是右边空出来的位置上一定补充0
例如 二进制 (0000 0011) << 2 向左移动两位结果为 0000 1100
3 0000 0011 3 x 2^2 =12
0000 1100

再如:

-5 << 2 = -20

也可以这么理解,向左移动n位相当于乘以2的n次方。
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2) >>表示向右移动操作

对于unsigned类型,右移时使用0填充左端空出的位。对于有符号类型,结果依赖于机器。空出的位可能用0填充,或者使用符号(最左端的)位的副本填充。

例如 二进制 (0000 1100) >> 2 向右移动两位结果为 0000 0011

12 0000 1100 12 / 2^2 = 3

     0000 0011

也可以这么理解,相对于unsigned类型而言,向右移动n位相当于除以2的n次方

注意:

应避免使用 a << -5 这种类型的移位,因为它们的效果是不可预测的,使用类型移位的程序时不可移植的。

编译器会出现,警告: 左移次数为负 [默认启用]。
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首先考虑的还是运算符优先级,然后看,一个整型数长度为 32 位,左移 32 位则会溢出。左移 -1 位也是不对的。

所以说,左移和右移的位数不能大于数据的长度,不能小于 0。
位运算的用法
五、位运算符用法

1、掩码

flags &= MASK;

例如:flags二进制为 1001 0110 MASK二进制为 0000 0010 即:

flags &= 0x02;

flags = 0000 0010

这个语句将导致flags的除位 1之外,所有位都被设为 0。

2、打开位

flags |= MASK;

例如:flags二进制为 1001 0100 MASK二进制为 0000 0010 即:

flags |= 0x02;

flags = 1001 0110

这个语句将flags中的位1设为1,并保留其他所有位不变。

结合移位运算符

flags |= MASK << n;

例如:flags二进制为 1001 0110 MASK二进制为 0000 0001 n为4即:

flags |= 0x01<<4; (高电平)

flags = 1001 1110

这个语句将flags的位 3 设为1,并保留其他所有位不变。

3、关闭位

flags &= ~MASK;

例如:flags二进制为 1001 0110 MASK二进制为 0000 0010 即:

flags &= ~0x02;

flags = 1001 0100

这个语句将flags除位1设为0以外,保留其他所有位不变。

结合移位运算符

flags &= ~(MASK << n);

例如:flags二进制为 1001 0110 MASK二进制为 0000 0001 n为3即:

flags &= ~(0x01<<3); (低电平)

flags = 1001 0010

这个语句将flags的位 2 设为0,并保留其他所有位不变

4、转置位

flags ^= MASK;

例如:flags二进制为 1001 0110 MASK二进制为 0000 0010 即:

flags ^= 0x02;

flags = 1001 0100

转置一个位表示如果该位打开,则关闭该位,如果该位关闭,则打开该位。

5、查看一位的值

if ((flags & MASK) == MASK)

puts ("Wow);

例如:flags二进制为 1001 0110 MASK二进制为 0000 0010 即:

if ((flags & 0x02) == 0x02)

puts ("Wow);

这个语句可判断flags位1是否为1,由于位运算符的优先级低于==,因此需要在flags & MASK的两侧加上圆括号
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c语言中的位字段
本文链接:https://blog.csdn.net/caianye/article/details/6096590

所有基础的数据类型, 最大的也不过 10 个字节;

我们可以自定义的数据类型 —— "结构", 通过把若干类型组合在一起, 让一种类型可以大很多。

我们知道, 一个字节有八个 Bit 组成; 能否把一种类型缩小、缩小到 Bit 级?

结构中的 "位字段" 是以 Bit 为单位的, 这已经是计算机的最小单位, 大小是 char 类型的 1/8.

下面的例子中定义的位字段, 分别有 1-4 Bit 大小; 1 Bit 的字段只能放两个数(0、1), 4 Bit 的字段也只能放下 16 个数:

int main()
{
struct Bit
{
unsigned a: 1; /* 1 Bit, 取值范围: 0 - 1 /
unsigned b: 2; /
2 Bit, 取值范围: 0 - 3 /
unsigned c: 3; /
3 Bit, 取值范围: 0 - 7 /
unsigned d: 4; /
4 Bit, 取值范围: 0 - 15 */
}B;
B.a = 1;
B.b = 3;
B.c = 7;
B.d = 15;
printf("%d, %d, %d, %d/n", B.a, B.b, B.c, B.d);
getchar();
return 0;
}

上例中, 位域的类型被指定为是无符号的整型(unsigned int), 我试着只要是整型都可以, 但要一致。

假如我们定义 8 个字段, 每个字段都是 1 Bit, 就可以很好地明细一个字节, 譬如:

11111111B = 255;

00000001B = 1;

00001111B = 15;

01111111B = 127;

下面的例子用程序对上面的说明做了落实:(用 8 个 Bit 构成一个 unsigned char 数)

struct Bit {
int b8: 1;
int b7: 1;
int b6: 1;
int b5: 1;
int b4: 1;
int b3: 1;
int b2: 1;
int b1: 1;
} B;
unsigned char *p = NULL;

B.b1 = 1; B.b2 = 1; B.b3 = 1; B.b4 = 1; B.b5 = 1; B.b6 = 1; B.b7 = 1; B.b8 = 1;
p = (unsigned char *)&B;
printf("%dn", p); / 255 */

B.b1 = 0; B.b2 = 0; B.b3 = 0; B.b4 = 0; B.b5 = 0; B.b6 = 0; B.b7 = 0; B.b8 = 1;
p = (unsigned char *)&B;
printf("%dn", p); / 1 */

B.b1 = 0; B.b2 = 0; B.b3 = 0; B.b4 = 0; B.b5 = 1; B.b6 = 1; B.b7 = 1; B.b8 = 1;
p = (unsigned char *)&B;
printf("%dn", p); / 15 */

B.b1 = 0; B.b2 = 1; B.b3 = 1; B.b4 = 1; B.b5 = 1; B.b6 = 1; B.b7 = 1; B.b8 = 1;
p = (unsigned char *)&B;
printf("%dn", p); / 127 */

getchar();
return 0;

包含位字段的结构和其他结构没有区别, 譬如同时包含其他类型的字段:

#include

int main(void)
{
struct Bit {
unsigned b1: 1;
unsigned b2: 1;
float f;
} B;
B.b1 = 0;
B.b2 = 1;
B.f = 3.14;
printf("%d, %d, %gn", B.b1, B.b2, B.f);

getchar();
return 0;
}

  1. 一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时,应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如:
    struct bs
    {
    unsigned a:4
    unsigned :0 /空域/
    unsigned b:4 /从下一单元开始存放/
    unsigned c:4
    }
    在这个位域定义中,a占第一字节的4位,后4位填0表示不使用,b从第二字节开始,占用4位,c占用4位。
  2. 由于位域不允许跨两个字节,因此位域的长度不能大于一个字节的长度,也就是说不能超过8位二进位。
  3. 位域可以无位域名,这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如:
    struct k
    {
    int a:1
    int :2 /该2位不能使用/
    int b:3
    int c:2
    };
    从以上分析可以看出,位域在本质上就是一种结构类型, 不过其成员是按二进位分配的。

以上摘录自互联网
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STM32之添加头文件
转载链接:https://blog.csdn.net/qq_29350001/article/details/79578141
其实很简单,设置 target里的 include paths
但是编译还是不对,其原因是应将该头文件包含在其他文件里。

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