STM32學習筆記 —— 1.1 什麼是寄存器（概念分析）

問題引入：

用一句話回答如下問題：

• 什麼是寄存器？
• 什麼是寄存器映射？
• 什麼是存儲器映射？

（本章重點在 1.1.3 和 1.1.4）

1.1 STM32芯片實物圖

（圖）

1. 學會看絲印圖
   • 芯片型號、內核提供商等其餘信息
2. 學會辨別正方向（芯片上的小圓點與PCB上的小圓點對應）
   • 以小圓點爲基礎，逆時針旋轉，從1號引腳開始遞增（圖）
   • 若是芯片上沒有小圓點，那麼就把絲印圖正對着本身，左上角的引腳爲1號引腳，一樣逆時針旋轉遞增。
   • 全部芯片的引腳排列都是逆時針的，不管是LQFP仍是DIP封裝的。

1.2 STM32芯片架構簡圖

（圖）

芯片主要是由內核和外設組成。

內核（主控制器）：

• Cortex - M4內核（由Arm公司設計）用於控制外設。

外設（從控制器）：

• Flash、Sram、USART、GPIO、IIC、SPI等（由Soc公司設計）

總線：

1. 內核與外設經過總線鏈接，其分爲：I（指令）、S（系統）、D（數據）總線。

2. 幾個總線同時訪問某個外設或者內核，產生競爭的時候，總線矩陣會使用調度算法進行仲裁。

3. STM32F42xx的總線接口

(圖)

• 黃色爲主控制器，紅色爲從控制器。
• 指令總線主要訪問Flash，程序能夠從內置Flash、外置Flash和Sram中啓動。
• 總線交叉處有圓點，說明能夠鏈接，例如：程序只能存儲在Sram1中，不能存儲在Sram2中。
• 數據總線主要用於取常量。常量的存儲區域和程序的存儲區域是同樣的。
• 系統總線主要訪問Sram和寄存器。

1.3 存儲器映射

1. 存儲器自己是不具備地址信息的，地址信息是由用戶或者廠商分配的，爲存儲器從新分配地址的過程即爲存儲器映射。

2. Cortex - M4內核是32位的，能夠尋址2的32次方，也就是4GB（0x0000 0000 - 0xFFFF FFFF）的內存空間，

3. 這4GB的內存空間被分紅了8個Block，每一個Block都有特定的功能，每一個Block大小爲512MB。（教程裏有每一個Block的功能劃分）

   • Block0用於設計Flash，429IGT6只用了1MB。

   • Block1用於設計Sram，用於存儲變量，429IGT6用了256KB，被分紅了三個部分：Sram1爲112KB，Sram2爲16KB，Sram3爲64KB。

   • Block2用於設計片上外設。外設根據速度不一樣被分紅四條總線進行控制：AHB一、AHB二、APB二、APB1。

     （圖）

   • Block3是FMC的bank1 - bank2，用於擴展外部存儲，一個bank爲256MB，板上拓展了一個大小爲8MB的Sram。

   • Block4是FMC的bank3 - bank4

     • 四個bank經過一個片選信號控制四片拓展芯片 。
   • Block5用於FMC
   • Block6用於FMC

   • Block7爲Cortex - M4的內部外設，是由Arm公司設計的，如：NVIC等。

4. 經過地址和偏移量間接訪寄存器。

1.4 寄存器映射

問題引入：

• 如何經過控制寄存器的方法，讓GPIOH的16個引腳均輸出高電平？

經過絕對地址訪問內存單元：

//GPIO端口所有輸出高電平
*(unsigned int *)(0x40021C14) = 0xFFFF;

1. 0x40021C14是輸出數據寄存器OCR的地址，如何找到？

   1. 在《STM32中文參考手冊》2.3.1 嵌入式SRAM這節中，能夠查到GPIOH外設的起始地址爲0x4002 1c00。
   2. 在 7.4.6 GPIO端口輸出數據寄存器這節中，能夠查到偏移地址爲0x14。

2. （unsigned int *）的做用是什麼？

   • 0x4002 1c14是咱們人爲理解的地址，可是直接寫在程序中，只是一串十六進制常量，須要將其強制類型轉換爲指針類型，才能使用間接訪問運算符訪問該地址內存的數據。

經過寄存器別名方式訪問內存單元：

#define GPIOH_ODR *(unsigned int *)(0x40021C13)
GPIOH_ODR = 0XFF;

什麼是寄存器？

• 給具備特定功能的內存單元取一個別名，這個別名就是寄存器，給已經分配好地址的特定內存單元取別名的過程叫作寄存器映射。

什麼是存儲器映射？

• 給存儲器分配地址的過程叫作存儲器映射，再分配一個地址的過程叫作重映射。