STM32F407ZGTx CubeMX 练习仓库

环境

CubeMX 版本：6.4.0

CubeMX STM32F4xx Firmware 版本：1.26.2

Keil 版本：5.32

开发板：

仓库

• https://gitee.com/studentwei/STM32F407ZGT-CubeMX

• https://github.com/StudentWeis/STM32F407ZGT-CubeMX

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本仓库以进阶 STM32 学习为目的，以任务项目式分类学习各个外设，使用 CubeMX 开发。

任务 00

简介：UART CubeMX 模板。

外设：UART

任务 01

简介：测试 SDIO

外设：UART、SDIO

参考：https://blog.csdn.net/qq_42039294/article/details/112045786

心得：一次成功。

任务 02

简介：测试 FatFs

外设：UART、SDIO、FatFs

参考：https://www.cnblogs.com/showtime20190824/p/11523402.html

心得：第一次失败：因为之前 SDIO 的学习中破坏了 SD 卡格式，所以需要先格式化再进行 FatFs 文件系统调用。格式化的文件系统是 FAT32（FatFs 默认）。

任务 03

简介：测试 RTC，核心板硬件上装有低速 32kHz 晶振，且装有纽扣电池，可以进行测试。

目标：

1. 基本时钟使用；
2. 掉电继续运行；
3. 关闭掉电继续运行模式；

外设：UART、RTC

参考：https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/105741893

心得：

• 时钟选择要选择 LSE，不要用默认的 LSI，这样掉电之后才有时钟。

• 分频寄存器是自动配置的，为了凑够 1s 的中断。

• 写的时候 BCD 写，读的时候 BIN 读，方便后续的显示。

• 重启之后 RTC 也重启了，如何避免？

  核心板需要连接 VBAT 备用电源；然后使用备份寄存器（Backup Registers）做记录，上电之后检查备份寄存器，然后跳过 RTC 初始化。

  if (HAL_RTCEx_BKUPRead(&hrtc, RTC_BKP_DR1) != 0x5051)
  {
      HAL_RTCEx_BKUPWrite(&hrtc, RTC_BKP_DR1, 0x5051);
      //....
  }
  else
  {
  }

• 掉电之后的机制到底是什么？

  VBat：数据手册 P31

  Power supply overview：参考手册 P116

  LSE：参考手册 P156

  RTC：参考手册 P221

  RCC Backup domain control register (RCC_BDCR)：参考手册 P199，这些不会被 Reset 复位。

  断电之后其他时钟就停了，而备用纽扣电池从 Vbat 口供电，维持 BKP 寄存器的数据、维持 LSE 时钟，为完全独立的 RTC 提供频率和电源，维持时钟继续。

• 如何关闭电池？为了节能。

  换回 LSI 时钟就行，默认不开启 LSE 即可。

任务 04

简介：测试 DMA UART 速度。

外设：UART、DMA

目标：串口

参考：https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/104827639

心得：

• CubeMX 生成的初始化函数顺序有问题，DMA 应该在 UART 之前。

  原因剖析：https://shequ.stmicroelectronics.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=622385

  是 CubeMX 生成函数的问题，MX_DMA_Init() 并没有初始化 DMA 数据；MX_USART1_UART_Init(); 中才初始化。而不开启 DMA 的时钟是没办法初始化 DMA 数据的。

• 如何测试 DMA 是否真的不占用 CPU？

  串口传送 1940 个字节，波特率 115200，即 1s 发送 14400 个字节，串口发数据会占用 0.135s。

  对比使用 DMA 和不使用 DMA 的 UART 发送 10s（每一次加一个 500ms 软件延时），根据发送的字节数量做对比。

  DMA：37520B

  无 DMA：31040B

任务 05

测试低功耗模式 Sleep

参考：https://blog.csdn.net/qq_36347513/article/details/114323123

要注意 systick 中断问题，否则会直接激活睡眠。

任务 06

测试低功耗模式 Standby，通过 RTC 唤醒。

flowchart LR
    id[小灯亮灭亮 3s] --> id2[待机 7s] --> id3[自动唤醒] --> id

问题1：无法 Wakeup。因为跳过了 RTC init，解决了好久这个问题。

问题2：唤醒之后持续被唤醒。因为没有清除唤醒标志位（RM 140P）：

__HAL_PWR_CLEAR_FLAG(PWR_FLAG_WU);

参考手册有 Safe RTC alternate function wakeup flag clearing sequence，应该仔细查看。

任务 07

测试 SPI 读写 Flash W25Q16

下载 W25Q16 数据手册；

1. 首先读取 ID 测试 SPI 通信；

​ 问题1：CubeMX 默认使用的 SPI 引脚与开发板上的连接不同 ，更换引脚后正常。

​ 读取 ID=9Fh 之后会先收到 Winbond Serial Flash：EFh，然后收到 4015h。

2. 然后测试读写数据。

   参考：

   https://www.pianshen.com/article/2084546465

   https://blog.csdn.net/qq_36347513/article/details/113252061

   问题：全片擦除之后写不进去；

3. 完成封装

   问题：写和读的地址有问题：从0x000000开始读写都没有问题，从0x000000开始写，然后从0x000001开始读就不行了。

   解决方案：👇

   // 下面的发地址方式总是不行
   uint32_t WriteAddrt = WriteAddr << 8;
   FLASH_SPI_TRANSMIT((uint8_t *)&WriteAddrt, 3);
   
   // 换成下面这个就好了
   cmd = (WriteAddr & 0xFF0000) >> 16;
   FLASH_SPI_TRANSMIT(&cmd, 1);
   cmd = (WriteAddr & 0xFF00) >> 8;
   FLASH_SPI_TRANSMIT(&cmd, 1);
   cmd = (WriteAddr & 0xFF);

任务 08

测试 SPI DMA 读写 FLASH

问题1：可以 SPI DMA 回环操作，但是无法驱动 FLASH。

暂且搁置该任务，换任务为 SPI DMA 回环实验。

连接 MOSI、MISO，使用 DMA 发送信息，然后通过串口打印出来。

任务 09

双片 SPI DMA 通信

主机向从机发送数据，从机将接收到的数据 printf 出来。

难点在于：从机如何向主机发送数据？

测试 DMA 效率：重点在于不占用 CPU，所以要测试 CPU 完成时间；

任务 10

USBFS 通信模板

CDC_Transmit_FS(Buf, *Len);

问题记录：

• 识别不到设备

  解决：增加 CubeMX 中的堆栈的大小至 0x1200；

  参考：

  • https://blog.csdn.net/13011803189/article/details/108669947
  • https://blog.csdn.net/qq_16597387/article/details/93094052

任务 11

FreeRTOS 点亮 LED 灯。

默认配置，然后添加 LED 任务即可。

任务 12

USB 通信，测试 SPI 速度。

先完成 USB Printf。

1 USB printf

问题：和 UART 的略有不同。

解决：需要查看 USB 是否 OK。

参考：https://stackoverflow.com/a/51105007/15494484

uint8_t CDC_Transmit_FS(uint8_t* Buf, uint16_t Len)
{
  uint8_t result = USBD_OK;
  /* USER CODE BEGIN 7 */
  USBD_CDC_HandleTypeDef *hcdc = (USBD_CDC_HandleTypeDef*)hUsbDeviceFS.pClassData;
  if (hcdc->TxState != 0){
    return USBD_BUSY;
  }
  USBD_CDC_SetTxBuffer(&hUsbDeviceFS, Buf, Len);
  result = USBD_CDC_TransmitPacket(&hUsbDeviceFS);
  /* USER CODE END 7 */
  return result;
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
	while(!(CDC_Transmit_FS((uint8_t*)&ch, 1) == USBD_OK));
	while(!(CDC_Transmit_FS((uint8_t*)&ch, 1) == USBD_BUSY));
	return ch;
}

2 volatile

问题 2：重启之后 MY_USB_OK 也没置 0。

解决：需要在全局变量 MY_USB_OK 前加 volatile，表明这是一个经常会被更改的值，将其放置内存当中，避免被编译器优化。

volatile uint8_t MY_USB_OK;

3 测速

31 ms

150*255 Byte

1.23 MByte/s

问题：远远不足设置的频率。

参考：https://www.amobbs.com/thread-4948398-1-1.html

思考：可能是因为STM32还要操作很多步骤，导致传数据所占用的时间不完全是SPI传输的时间。

解决：

• 打算使用 SPI DMA 的方式。
• 取消 For 循环。

取消 For 循环

速度升到了 1.4 MByte，For 循环确实有影响。

任务 13

USB 通信，测试 SPI DMA 速度。

问题：怎么知道 DMA 数据发送结束了？

• 应该用中断，但是中断有问题；

  问题：无法进入回调函数；

  解决：调整 NVIC 优先级后解决问题。

  调低了 DMA 的中断优先级。

• 用 delay 逐个测试；

  7ms

  20000 Byte

  2.857 MByte/s

任务 14

I2C 双机通信测试

主机向从机发送数据，从机收到数据之后熄灭 LED 灯。

问题：无法通信。

解决

• 可以外加上拉电阻，也可以设置 GPIO Pull-up；
• STM32 CubeMX+HAL 的一个库函数有问题：主机发送的地址少右移了一位。需要提前右移。

任务 15

I2C 读取 MPU6050 数据

一次成功

分析：MPU6050 模块加了上拉电阻。

加了 EXTI，按键中断发出读存储器指令，测试 I2C 的 HAL 库函数发送的时候到底传的什么地址。

测试结束，是我自己的问题。

任务 16

简介：

外设：USBFS、TIM

标准 TIM 定时。

任务 17

简介：FSMC 驱动外部 SRAM 读写数据，通过 USBFS 与电脑通信。

外设：USBFS、FSMC

所用 SRAM：

参考：

• https://blog.csdn.net/Mculover666/article/details/108355554

• http://www.xingmem.com/download/datasheet/XM8A51216V33(8M).pdf

• https://item.taobao.com/item.htm?spm=1195o.1.14.16.764c3e33CtSwEu&id=607390891971&ns=1

一次成功。