STM32L496 Discovery kit时钟和串口

NumBerOneFrog

代码还是从stm32cubel4开始说起吧，该封装包括微控制器底层（LL）和硬件抽象层（HAL），另外每一个开发板还有支持板子特性的封装（BSP），这三类构成了底层软件，通过中间件就可以到上层应用。
然后开始看我的第一个工程LED，选择的代码阅读工具是sourceinsight，该工具可以方便地定位代码。

硬件相关的代码都是从启动代码开始，也就是板子一上电开始执行的代码位置，在stm32系列微控制器中一般是startup_stm32xxxxx.s文件名，根据处理器类型在这里是startup_stm32l496xx.s文件。启动文件主要的作用是：
设置初始化堆栈指针SP
设置初始程序计数器PC
设置异常向量表入口
设置C库的__mian分支，最终调用主函数main()
Reset异常，也是上电之后会进入的异常，执行系统初始化，进入主函数
Reset_HandlerPROC
EXPORTReset_Handler[WEAK]
IMPORTSystemInit
IMPORT__main
LDRR0, =SystemInit
BLXR0
LDRR0, =__main
BXR0
ENDP
void SystemInit(void)位于system_stm32l4xx.c文件中，用于设置微控制器系统。像FPU、RCC的设置。
然后就会跳到主函数，也是自己创建的C入口，一般文件名是main.c。在LED工程中，使用HAL来配置和使用GPIO控制LED等的亮与灭。因此在操作GPIO之前需要对HAL库初始化，并且在系统时钟初始化之前调用HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)，主要作用是：
配置Flash预读取使能，指令和数据缓存使能
配置滴答计时器作为时间基准
设置向量中断控制器分组优先级
底层硬件初始化
在主函数里面配置系统时钟为80MHz，系统时钟源是PLL。时钟的具体配置在之后详细介绍，主要是设置PLL为时钟源，对RCC Oscillators配置，CPU, AHB 和APB总线时钟配置。
然后就进入到外设功能模块的设置，void BSP_LED_Init(Led_TypeDef Led)，首先是对LED对应引脚设置，使能对应GPIO时钟，设置为输出模式，默认关闭LED。
最后在一个无限循环中开启LED1，关闭LED2，延时500ms，关闭LED1，开启LED2，延时500ms。对应的LED开关为void BSP_LED_On(Led_TypeDef Led)，void BSP_LED_Off(Led_TypeDef Led)，延时函数使用void HAL_Delay(uint32_t Delay)。
接下来就在此工程基础上实现其他功能。
另外上一节发现的不添加stm32l4xx_it.c和对应的头文件LED灯就跑不起来，究其原因，主要是在stm32l4xx_it.c中有一个中断void SysTick_Handler(void)处理滴答时钟，与时钟有很大的关系。当然stm32l4xx_it相关的头文件和源文件可以不使用而是把SysTick_Handler中断处理放在其他文件中。
然后细致分析一下STM32L496的时钟树和对应的时钟配置。时钟控制器可以从不同的振荡器配置内核和外设的时钟。时钟控制器管理低功耗模式的时钟选通和确保时钟的鲁棒性。特点包括：时钟预分频、安全切换时钟源、时钟管理、系统时钟源、RC48时钟恢复系统(HSI48)、辅助时钟源（32.768kHz低速振荡器(LSE)和32kHz低速内部RC(LSI)）、外设时钟源、启动时钟、时钟安全系统(CSS)、时钟输出性能。四种系统时钟源用来驱动SYSCLK，包括4-48MHz高速外部晶振或者陶瓷谐振器（HSE）应用于PLL，在bypass模式HSE可以配置为一种外部时钟；16MHz高速内部RC振荡器（HSI16），软件微调，可以应用于PLL；多速内部RC振荡器（MSI），软件微调，可以产生100kHz到48MHz 的12种频率，当32.768kHz时钟源在系统中可用（LSE），MSI频率可以通过硬件自动调整达到大约±0.25% 的精度，MSI可以应用于PLL；由HSE,HSI16或者MSI产生的系统PLL最大频率可达80MHz。几个预分频器允许配置AHB频率、高速APB（APB2）和低速APB（APB1）。AHB和APB的最大频率是80MHz。
代码在启动的时候进入void SystemInit(void)，该函数对Reset and clock control（RCC）进行复位配置到默认的复位状态，主要操作是：

• 1.设置控制寄存器CR的MSION位，置1，使能MSI时钟
  

• 2.复位时钟配置寄存器CFGR，所有位设置为0
  

• 3.HSEON, [url=]CSSON[/url] , HSION, PLLON位复位
  

• RCC->CR &= (uint32_t)0xEAF6FFFF;
  

• 1110 1010 1111 0110 1111 1111 1111 1111
  

第16位，使能HSE时钟
第19位，使能时钟安全系统CSSON
第24位，使能PLL
第26位，使能SAI1 PLL
第28位，使能SAI2 PLL

• 4.复位PLL配置寄存器PLLCFGR，RCC-&gtLLCFGR = 0x00001000;
  

00000 00 0 0 00 0 0 0 0 0 0 [url=]0010000[/url] 0 000 0 0 00
从低位到高位解析
PLLSRC：00 关闭PLL, PLLSAI1和PLLSAI2的时钟源
PLLM：000 设置为1
PLLN：001000016
PLLPEN：0 失能PLLSAI3CLK
PLLP：PLLSAI3CLK (SAI1 and SAI2 clock)分频系数 0->7 1->17
PLLQEN：失能PLL48M1CLK输出
PLLQ：PLL48M1CLK分频系数 00->2
PLLREN：失能PLLCLK输出
PLLR：PLLCLK（系统时钟）分频系数 00->2
PLLPDIV：PLLSAI3CLK00000-&gtLLSAI3CLK由PLLP控制
PLL的计算方式
f(VCO clock) = f(PLL clock input) × (PLLN / PLLM)
f(PLL_P) = f(VCO clock) / PLLP
f(PLL_Q) = f(VCO clock) / PLLQ
f(PLL_R) = f(VCO clock) / PLLR

• 5.CR的HSEBYP复位，设置为0，不饶过HSE振荡器
  

• 6.时钟中断使能寄存器CIER，禁止所有时钟中断
  

以上就是一开始对时钟的reset配置。
在处理器启动起来之后进入应用就要重新对时钟进行配置。void SystemClock_Config(void)就是在运行应用前的一种配置。在分析SystemClock_Config之前，先看看HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)中对时钟的初始化配置，在时钟配置之前应该先调用HAL_Init。HAL_Init调用HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)函数使用SysTick作为时间基准源，并且配置1ms的滴答声（MSI）。HAL_InitTick函数配置时钟基准源包括配置SysTick为1ms的中断，配置SysTick中断优先级。MSI为SYSCLK的时钟源，并且默认值为4MHz，复位的时候使用的是默认值并且没有改变，systick没有分频，时钟源是AHB，这样就可以设置systick的RELOAD值为（4000-1）。
然后进入SystemClock_Config配置，主要是系统时钟配置：
系统时钟源PLL(MSI)
SYSCLK 80MHz,HCLK 80MHz,AHB分频1,APB1分频1, APB2分频1,MSI 4MHz,PLL_M 1,PLL_N 40,PLL_R 2,PLL_P 7,PLL_Q 4,Flash延迟(WS) 4
除了在线调试外，常用的方式就是打印信息到串口，分析串口的输出信息来调试代码。首先分析stm32l4xx_hal_uart.c文件
UART_HandleTypeDef：串口相关结构，像波特率，传输位数，停止位等等
HAL_UART_MspInit()：用来初始化底层资源
HAL_UART_Init()：异步模式初始化串口寄存器
HAL_HalfDuplex_Init()：半双工模式初始化串口寄存器
HAL_LIN_Init()：本地互联模式初始化串口寄存器
HAL_MultiProcessor_Init()：多处理器模式初始化串口寄存器
HAL_RS485Ex_Init()：RS485驱动使能模式初始化串口寄存器
该文件函数定义之前有一个宏#ifdef HAL_UART_MODULE_ENABLED，因此要使用包含的函数，必须定义对应的宏，HAL的宏均在一个指定的文件stm32l4xx_hal_conf.h定义。stm32l4xx_hal_conf.h文件定义了HAL的大部分功能宏，如果要使用对应的功能只需要取消宏的注释即可。然后把stm32l4xx_hal_uart.c加入到工程中，编译工程会出现未定义HAL_UARTEx_WakeupCallback，该函数在tm32l4xx_hal_uart_ex.c中，添加再编译没问题。

接下来开始串口的功能实现。由于开发板上没有USB转串口功能，因此需要外加一个USB转串口模块把数据传输到PC上。
开发板发送IO口TX对应到GPIO PB6，接收IO RX对应到GPIO RX。对应的串口初始化包括串口协议像波特率，数据位，奇偶校验设置、底层硬件配置和接收中断处理。



可惜最后开发板只能发送数据而不能接收数据，经验证并没有触发串口接收中断，具体改进待下一步验证。

file:///C:/Users/FUCK/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg