一天入门STM32
一天入门STM32 pdfC秉火《零死角玩转STM32》一F1系列时钟源To T钟电路FR和RAMROM定时/计数5系统总线又CPU并行Io口串行Io口中断系统P0p1P2 P3 TXD RXD I。I:图151系统结构框图我们说的51一般是指51系列的单片机,型号有很多,常见的有STC89C51、AT89S51,其中国内用的最多的是STC89C51/2,下面我们就以STC89C51来讲解,并以51简称。内核51由一个IP核和片上外设组成,IP核就是上图中的CPU,片上外设就是上图中的:时钟电路、SFR和RAM、ROM、定时/计数器、并行IO口、串行IO口、中断系统。IP核跟外设之间由系统总线连接,且是8bit的,速度有限51内核是上个世纪70年代 intel公司设计的,速度只有12M,外设是IC丿商(STC)在内核的基础上添加的,不同的IC厂商会在内核上添加不同的外设,从而设计出各具特色的单片机。这里 intel属于PP核厂商,STC属于IC厂商。我们后面要讲的STM32世样,ARM属于P核厂商,ARM给ST授权,ST公司在 Cortex-M3内核的基础上设计出STM32单片机。外设我们在学习51的时候,关于内核部分接触的比较少,使用的最多的是片上外设,我们在编程的时候操作的也就是这些外设。第3页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列编程的时候操作的寄存器位于SFR和RAM这个部分,其中SFR(特殊功能寄存器)占有128字节(实际上只用了26个字节,只有26个寄存器,其他都属于保留区),RAM占有128字节,我们在程序中定义的变量就是放在RAM中。其中SFR和RAM在地址上是重合的,都是在80-FF这个地址区间,但在物理区间上是分开的,所以51的RAM是有256个字节编写好的程序是烧写到ROM区。剩下的外设都是我们非常熟悉的IO口,串∏、定时器、中断这几个外设STM32系统结构STM32系统结构框图接PashDCodeCortexM3SystemSFAMDMATDMAFSMCSDIO通道1套通道2AHB系线线桥接2桥接1APB 1APB2复位和时钟通道7控制DC2PIOD PWR SP1129DMA请求ADCsGFIOE BKPUSART1 GPioF bxCAN WDGSPlGPOG USETIM1RICExTIt2C2TIM2DMA212C1TIEUARTS TIM5GPc日UART& TIM4AHTa通道1USaRT TIM2通通通5AA请求图2STM32系统结构框图内核在系统结构上,STM32和51都属于单片机,都是由内核和片上外设组成。只是STM32使用的 Cortex-M3内核比51复杂得多,优秀得多,支持的外设也比51多得多,同时总线宽度也上升到32bit,无论速度、功耗、外设都强与51。第4页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列从结构框图上看,对比5内核只有一种总线,取指和取数共用。 Cortex-M3内部有若干个总线接∏,以使CM3能同时取址和访内(访问内存),它们是:指令存储区总线(两条)、系统总线、私有外设总线。有两条代码存储区总线负责对代码存储区(即 FLASH外设)的访问,分别是 I-Code总线和 D-Code总线。I-Code用于取指, D-Code用于查表等操作,它们按最佳执行速度进行优化。系统总线( System)用J访问内存和外设,覆盖的区域包括SRAM,片上外设,片外RAM,片夕扩展设备,以及系统级存储区的部分空间。私有外设总线负责一部分私有外设的访问,主要就是访问调试组件。它们也在系统级存储区。还有一个MDA总线,从字面上看,DMA是 data memory access的意思,是一种连接内核和外设的桥梁,它可以访问外设、内存,传输不受CPU的控制,并且是双向通信。简而言之,这个家伙就是一个速度很快的且不受老大控制的数据般运工,这个在51里面是没有的外设从结构框图上看,STM32比51的外设多得多,51有的串口、定时器、O口等外设STM32都有。STM32还多了很多特色外设:如FSMC、SDIO、SPI、2C等,这些外设按照速度的不同,分别挂载到AHB、APB2、APB1这三条总线上。小结从内核和外设这两大方面米比较,SIM32之于51就是一个升级版的单片机。它适应市场,引流淛流,在中低端的微控制器中流光溢彩。12学习方法的区别学习51用寄存器,学习STM32用库。以前我们在学习51的时候,用的是寄存器编程的方法,想要实现什么效果,直接往寄存器里面赋值,优点是直观,简单粗暴,知道自己具体干了啥,心里踏实直接操作寄存器之所以在51上可行,究其原因,我想有两点:1、51主频不高,资源有限,必须注重程序执行的效率,只能直接操作寄存器。关键的地方还得用汇编,不适合用同件库。第5页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列要知道当初我们学习51单片机的时候用的还是汇编,连现在的C编程都不是,就更别说什么斥函数编程2、51功能简单,寄存器不多。以国内普及最广的STC89C52为例,寄存器仝部加起来不到30个。按照功能区分来记的话,可以把每个寄存器背的滚瓜烂熟,并且寄存器每一位的功能都可以记得住,在编程的时候做到了然于胸。现在从51过度到STM32的学习,很多人还是喜欢沿用51的学习方法。接受不了库,在学习库的时候陷入迷糊之中,来回几个月下来,都不知道到底有没学会STM32,因为在这一路的学习中都是在调用库函数,压根就没有操作过寄存器,心里面很不踏实。其实大家在调用库函数的时候心中难道就没有疑问,库的底层是怎么实现的?难道就没有勇气对庥的底层探究竟。可最后当我们丌始跟踪斥函数底层的时候,看到·堆的宏定义、结构体、指针、各种的文件包含,而且注释全部都是荚文的,是不是乂心生忌惮。鉴于此,我想用两个原因来总结下很多初学者畏惧库不愿意用库的原因。1、C语言知识点的欠缺库在实现寄存器映像时使用的宏定义,强制类型转换,在定义寄存器时使用的结构体,在外设初始化函数时使用的指针,在组织头文件时使用的条件编译等C语言知识,在大学课程中很少涉及,大多数老师也基本是不讲。在一些简单的51单片机编程中又很少会用到这些知识。学单片机,做嵌入式开发其实80%的工作都跟C语言编程相关,剩下的20%的匚作就是阅读各种数据手册,熟悉各和硬件外设。所以掌握这些基本的C语言知识,是嵌入式学习中一道迈不过去的坎,STM32的库则给」我们一次提升C的机会凡是可以从书本中找到的,相信我们基本都可以学会,很多初学者并不是不够聪明或者勤奋,只是缺少方向性的指导罢了。对于这欠缺的知识点我们稍微花点时间就可以掌握,剩下的就是不断地实践词试。这里我为大家推荐·本C语言的书籍《C和指针》。2、程序架构设计思想的欠缺这个比较难搞,很多C语言学习得挺好好的人,也比较难掌握。还好我们遇到了SIM32的库,这给了我们一个学习和提升C语言绝佳的机会。库的整个架构是如何搭建起来的,代码上是如何如何一步一步写出来的:从寄存器映像开始,到寄存器的封装,然后到函数的编写,到每个外设函数对应的驱动文件,这里面涉及到了大量的条件编译,文件包含的思想,对应刚写过几行51单片机的初学者来说简直就是噩梦。但是,如果你把这系列的关系弄明自了,那么对库的整个架构也了解的差不多了,以后你就不用嚷嚷着说要操作奇存器了。如果你一开始不喜欢用库,对库开发很忌惮,那么请自问:是不是我的C语学得不够好。库是一种全新的学习方法,是一种河流,我更把它看做是与C语言的又一次历练和提升。是否用库,只差你一个闪亮的回眸第6页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列1.3用寄存器点亮LED为了顺利过渡到库开发,在STM32编程的开始,我们对照51点亮一个LED的方法,给大家演示一下STM32如何用操作寄存器的方法点亮一个IFD,然后再慢慢讲解到底什么是库,让大家知道库跟寄存器的关系1.3.1用51点亮一个LED在用STM32点亮一个LED之前,我们先来复习下用5如何点亮一个LED。硬件上我们假设51单片札的P0口的第0位接了一个LED,负逻辑亮。如果我们要点亮这个LED,代码上我们会这么写1P0=0XFF;//总线操作点亮FD这时侯我们就把LED点亮了,如果要关掉LED,则是:1P0=0xFF;//总线操作关闭二ED这里面我们用的是总线操作的方法,即是对P0口的8个1O同时操作,但起作用的只是P0^0除了这种总线操作的方法,我们还学习过位操作,利用51编译器的关键字sbit,我们可以定义个位变量1sbit工E0^0那么LED=0;就点亮了LED,LED=1;就关闭了LED。为了让程序看起来见名知义,我们定义两个宏:1 #define on 02 define OfF 1点亮和关闭LED的代码就变成了:1 LED//位操作点亮IED2 LED= OFF//位操作关闭LD稍微整理下代码,整体的效果就是:1//假设51单片机的P0~0口接TFD,负逻辑点亮3 #define ON 04 definc Ofe 16 sbit lEd poo8 void main(void)第7页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列9{10PO OXFE;/总线操作点亮0=0XE彐//总线操作关闭LED13工ED=ON;//位操作点亮LED14LED=OF彐;/位操作关闭LED15」上血总线和位操作的的方法,学过51的朋友是非常熟悉的,也很容易理解。那么我们再说一下大家容易忽略的几个知识点。什么是寄存器在点亮LED的时候,我们都是用操作寄存器的方法来实现的,那大家是否想过,这个寄存器到底是什么?为什么我们可以直接操作P0口?解答上面的问题之前,我们先简单介绍下51单片机的主要组成部分,这对我们学习其他单片机也有好处。我们以国内的STC89C51为例,该单片机主要由51内核、外设IP、和总线这三人部分组成。内核是由 Intel公司生产的,外设P就是STC公司在内核的基础上添加的诸如定时器、串口、IO凵等这些东西,总线就是用米连接內核和外设的接凵单元。 Intel在这里属于IP核设计公司,STC属」I设计公司。世界上能设计IP核的公司屈指可数。我们非常熟悉的ARM公司就属于IP核设计公司,ARM给其他公司授权,其他IC公司就在ARM内核上设计出各具特色的MCU,我们后面要学习的STM32就是属于一中基于ARM内核的MCU。寄存器则是内置于各个IP外设中,是一种用于配置外设功能的存储器,就是一种内存,并且有想对应的地址。学过C语言我们就知道,要操作这些内存就可以使用C语言中的指针,通过寻址的方式来操作这些具有特殊功能的内存一寄存器。比如P0口对应的地址是0X80,那么我们要修改0X80这个地址对应的内存的内容的话,按照常理可以这样操作1*(+0X80)=0XEE;点亮LED可当我们编译的吋候,编译器会报错,在51里面只能通过SFR和SBIT这两个关键字来实现寄存器映像,不能直接操作寄存器对应的地址,这是51相较于STM32不同的地万51单片机的这些寄存器位于地址80H~HFH中,对应着128个地址,但不是每个地址都是有效的,51系列的单片机有21个,52系列的则有26个,其他的都是保留区第8页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列表2AT89c52SFR映象及复位状态OFBDEFHDFOHo00000DFTHOE8H0D000000DETH00000003DOTHOC8H0000000)XXXXXXODDCFHx00000037HEDAFH0粪0H11111111DATHSCON98H00000002SBUF9FHP1111111197HTCON88H0000000)TMODTLOTL100000000000000000000000000000000000BFHSPDPHPCON80H1DPLco111OXXX0000图351寄存器映射2.寄存器映射实际上我们在编程的吋侯并不是通过指针来操作奇存器的,而是直接给PO、Pl这些端口寄存器赋值。那么这些外设资源是如何与地址建立一一对应的关系(寄存器映射定义),这得益与51特有的两个关键字:SFR和sbit,其但单片机没有,只能用其他的方式来实现寄存器映射。这两个关健字帮我们实现了所有寄存器的定义,所以我们才可以像操作普通变量一个米操作寄存器。其实我们一开始提到的点亮LED的代码,全貌应该是这样的:1 sfr pocx80;//寄存器定义2P0=0ⅩFE;/总线操作点亮LED为了方便起见,我们可以扣奇存器映射全部写好封装在个头文件里面,不用每用个寄存器就定义一次。其实这方面的工作不用我们做,我们在编程的时候都会在开始的地方添加一个头文件1 include 第9页共53页C秉火《零死角玩转STM32》一F1系列这个头文件已经实现了全部寄存器的定义,该文件是kei自带,在安装目录:KeiC5IINC可以找到。这个文件实现了字节寄存器和位寄存器的定义2 REG514 Header file for generic 80C51 and 80C31 microcontroller5 Copyright (c)-988-2002 Keil ELektronik GIbH and Kei- Software, Inc6 All rights reserved.9 +ifdef REG5- H10#define RFG5. H1112/* BYTF, Reci ster *13sfr0=x80;1456PEE2×90sfrCaO;13BO17 sfr PSWRDO18 sfr AccCeO:901strBsExFO;12222x8-;3 sIr PCoN24 sr icon Cx8825 sfr TMOD Cx89:sfr TloxiA2222367890sfr TCx8Bfr TCx8Cifr Ti18D831 sfr t2×B832 sfr sLHHEPCB9833 sfr sbuf993436/* BIT Register37/+PSW*/38 sbit CYOxD39 sbit ACOxD640 sbit Fo41 sbit rs0xD4;43 sbit ov44 sbit P=0×D0;4546/*TCON*/47 sbit TF0x8F;48 sbit TR0x8E;49 sbit TFo0x8D:50 sbit mro0x8C51 sbit IE-= 0x8B;53 sbit Ieo0x894 shit tto08856/+IE57 sbit eA0×AF58 sbit fs0×AC59 sbit er0×AB;60 sbit EX0×AA61 sbit ero0x90×A8第10页共53页
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用systemVue解决雷达测试
用systemVue解决雷达测试方案中需要全面考虑到各种问题2010-9-10全数字式相控阵雷达H 8-Element Digital T/R ModuleH 8-Element Digital T/R ModuleFiber-optie 8-Element Digital T/R Module Hup/down linksA: Waveform andcontrol wordsKH DACUp/DownPower AmpB: Echo Data〔 m lines)ADCConverterRx protectorDigital T/R Module (Low-cost cell phonePower/ Coolingtechnolog Element Level.数字模块:包含微波电路,数字电路,时钟电路和光电路的复杂系统数字波束合成大容量高速数据传输技术高性能信号处理机:: Agilent Technologies日程安排●概述雷达信号的模拟雷达信号的分析模块级(T/R组件)测试接- Agilent Technologies2010-9-10雷达系统测试需要的激励信号基带Q波你号,∈○数字基带信号注入信号注入中频信号注入(距离和多勒放大器铝器中频放大放大二玉振LO这接收机替换信号处理饥信号类型测试应用技术要求正弦波信号替代系统本振等电路性能测试功率,频率精度,柞位噪声调制信号则试接收机或关键部件性能功率,频率精度,调制带宽,调制能力,调制精度大真信号则试接收机或关键处玨器性能号带宽,失真处理能力,信号幅度精度带信号则试模拟或数字基带电路性能模拟,数字信号输出能丿,数字接口形式,速率Agilent Technologies常用雷达信号类型及特点(1信号类型信号特点备注简单脉冲信号载波频率,重复周期和脉冲宽度固定或慢速变化雷达常用信号捷变信号脉冲重复间限脉冲间或脉冲组间)迅速变化,包用于动目标显示,脉冲多括参差,滑动和抖动笔形式。普勒等雷达频率捷变信号信号载波须率(脉冲内和脉冲间极脉沖组间)快速变用于雷达抗干扰术化率分集信号同时和接近问时发射的具有多个载波的信号用于雷达抗十扰技术极化变信弓射频徼波信号的极化方式(脉冲内,脉冲间和脉产组用户雷达抗干扰技术间)快速变化双脉冲信号在每个内有两个相邻的脉冲,脉冲隔为脉冲宽用于抗回答式干扰信号度的若干倍。双路信号具有一定相关性的两路信号同时发射。两路信号的用户反侦察秋抗干扰信号和载波频率可以相同也可个同。脉冲玉缩信号具备很大的时宽带宽积。包含线性调频,非线性频用于预警雷达和高分辨力信号,一相编码信号,多相编码信号和频率编鶴信号」雷达接- Agilent Technologies2010-9-10常用雷达信号类型及特点(2)信号类型信号特点备注脉冲编码信号|多为脉冲串形式,采用脉冲位置编码和脉冲幅度编码方用于航管,敌我识别和指令系统等。相参脉冲串信号在每个发射多个相邻的脉冲,包利均匀脉冲串信是一种大时宽信号,用于号,非均匀脉冲串信号和频率编码脉冲串信号等。搜索和跟踪雷达应用。连续波信号时间连续信号。包含单频连续波信号,多频连续波信号,用于日标测返,雷达高度调频连续波信号和二编码连续波信号。计和放撞雷达。分们频谱信号具有噪声类似柬声词制传性。时宽带宽积大。包含噪|用于目标识别和抗干扰等声突似噪声调频或调相信号超宽带冲激信号超宽带信号,无载波。用户目标识别,高分辨目标成像笭雷达:: Agilent Technologies脉冲压缩雷达信号问题:作用距离和标分辨率接- Agilent Technologies52010-9-10脉冲压缩雷达信号问题:作用距离和标分辨率R脉冲压缩雷达信号H(TransmitterSTALODETWeightingH*(w)_MANMatchedReduces sllFilterReceive△接- Agilent Technologies2010-9-10先进信号源仪表的合成信号功能E8257DPSG模拟信号源E8267DPSG矢量信号源频率范围覆盖至44GH67GH烦率覆盖/0.01Hz步进全部覆盖E8257功能及指标136cm-20dBm功率范围/08dB幅度精度唯一片微菠频段矢量调制信号源优良的相噪性能:-113dBc/H@?0 kHz offset20Gh;频率可实时合成微波段PSK,FSK,MSK,0AM信号AM,FM,FM,脉冲调制能力内部/外部Q存储器完成仟意波信号合成脉冲二:时间为:10ns.开关比:80dB160MHz/2GH洞制带宽选择步进/列表/斜坡扫描功能配合软什/分析仪表非实时合成复杂信号配合宽带仨意产生器实时合成复杂信号E品EEEg堂皇E8257D超大功率输出选件(521)Maximum output power(dBm)382570-J21 maximun uutput puweI10 to 250 MHz+7=27rp+28{-31typ-24 typ)186:020GH+24(-2e Marum wai ahle(messrS)Maximun leve ad powar sheaf ea" l12141620GHz的接- Agilent Technologies2010-9-10改善的E8257D信号源的相位噪声性能四04Hz)GHZGHz8010 GHz0⑩四1GHz-13-140-160170101001k10k100k1M10M100ML(f(dBc/Hz) vs f(Hz):: Agilent Technologies矢量信号合成系统输出接口件输出层信号数据存馅和调制。合成实际信号信号源输出信号的验证和定标宽带信号合路合成信号的验证和定标仪表下载的信号波形数据用户使用界面层用信号库文件根据测试要求对信号信号设置软件界面频率,时间标识等进行定义型号任务测试模式,:,,,控制仪表和数据下载软件数接口信号建立设汁层雷达信号模型建立息2雷达信号库建立通信信号模型建立通信信号厍建立用户采集信号库仿真信号的软件验证仿真信号实验信号采集数君雷达信亏库数字通信信号库验证工具B Agilent Technologies2010-9-10宽带信号模拟系统计算机及信号参数设置欤件LAN控制N241A多通道上丰宽带冮意波发生器宽带宽带微波微波微波微波矢量信号源矢量信号源矢量信号源矢量信号源矢量信号源信号信号信号信号合路系统曰盟系统输出宽带输出信号信号参数检测仪表:: Agilent Technologies高性能宽带任意波发生器一N8241A15Bt125G采样DAC电路Spurious Free Dynamic Range(SFDR每个仪表内置两个DAC杂波扣制性能高-65 dBcMarkerIMDb5443d8高相位噪声性能>-120dBc∥Hzat10kHzOffset at 1.25GHz低噪声>.150dBc/Hz225 MHZ275 MHZG Tones Spaced 2.5 MHz w/1.25GS/s clock接- Agilent Technologies2010-9-10宽带矢量调制信号合成会BA76 dBI RE Caded: unspecied beloy 20 MHa)平中产,叶提供宽带调制能力输出频率可选调制带宽为合成宽带基带信号软件合成雷达信号波形波形排序功能实现宽带捷变频信号建京软件欢系统系统误差诖行测试和校准系统基带时坤和本振参考与被测相参宽带矢量信号源仪表配置说明或矢量信号源频率范围为信号源输出须率范围调制情宽为:信号源外调制(标准配置宽带任意波发生器前面板频率范围为信号源输出颏※范围入调制带宽为:信号源宽带调制(选件)宽带任意波发生器率范围为信号源输出频率范调制带宽为后面板宽带输入波形计算矢量信号源宽带调制(选件宽带任意波发生器频率范围为信号源输出频率范围调制情宽为接- Agilent Technologies10
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