1、大连理工大学网络教育学院第 1 页 共 11 页单片机原理及应用辅导资料三主 题：课件第二章单片机的基本结构和原理第 5-9 节学习时间：2015 年 4 月 13 日4 月 19 日内 容：我们这周主要学习课件第二章单片机的基本结构和原理第 5-9 节的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对单片机相关知识的理解。一、学习要求掌握 IO 端口、中断、定 时器计数器的各自功能和应用特点二、主要内容1STM32F10X 系列处理器的内部结构图 1 STM32F10X 系列处理器 结构图主要特点：2V-3.6V 供电；兼容 5V 的 IO 引脚；优异的安全时钟模式；低功耗模式；内部 RC 振荡
2、器；内嵌复位电路；工业级的宽温应用范围。大连理工大学网络教育学院第 2 页 共 11 页2通用输入输出口（GPIO ）（1）GPIO 的基本结构（2）GPIO 的工作模式 输入模式 输入浮空 输入上拉 输入下拉 模拟输入 输出模式 开漏输出 推挽式输出 推挽式复用功能 开漏复用功能（3）GPIO 的主要寄存器 端口配置寄存器 GPIOx_CRL,GPIOx_CRH MODEx1:000：输入模式（复位后状态）01-10-11：输出模式（10M,2M，50M）大连理工大学网络教育学院第 3 页 共 11 页 CNFx1:0 MODEx=0000：模拟输入；01：浮空输入；10：上拉/下拉输入；1
3、1：保留 MODEx0000：通用推挽输出；01：通用开漏输出；10：复用推挽输出；11：复用开漏输出 端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR） 端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR） 端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR） 端口位清除寄存器（GPIOx_BRR）（4）GPIO 的简单应用硬件电气连接：通过 STM32F10x 的 PA12 脚操作 LED 初始化端口RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); /使能端口 A 的时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12; /选择
4、PA12 脚GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /选择引脚模式为推挽式输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; /选择引脚的操作速度大连理工大学网络教育学院第 4 页 共 11 页GPIO_Init(GPIOA, /应用 端口操作 点亮 LED：GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12); 熄灭 LED：GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12); （5）GPIO 使用注意事项 接口电平识别 VIH/VIL，VOH/VOL T
5、TL 和 CMOS 电平的关系 负载对电平的影响 IO 口的 PMOS 和 NMOS 的 Rds 电阻影响； 寄生二极管和移位 MOS 器件的 Rds； 重负载对 VOH 和 VOL 的影响。 IO 端口的耐受能力 电流和电压 连接方式对速度的影响 上拉电阻及 IO 口对地电容 连接方式对电平逻辑的影响 与 5V 器件接口 单输出型 直接连接（3.3V 兼容型） 开漏输出（5V 引脚兼容型） 通过胶联逻辑电路 单输入型 直接连接（5V 引脚兼容） 有源或无缘型大连理工大学网络教育学院第 5 页 共 11 页 输出输入型 采用电平转换芯片3系统定时器（SysTick） 基本特性 24 位减计数器
6、 当系统处于睡眠状态时，系统定时器仍然在工作 可以用于提供精确的短延时 主要用于操作系统的时钟滴答输出寄存器 控制和状态寄存器 COUNTFLAG：Bit16，用于指示系 统定时器已经计 数曾经减到过 0 CLKSOURCE：Bit2，时钟源选择，0：AHB/8 1：AHB TICKINT：Bit1，系 统定时器异常请求使能 ENABLE：Bit0，计数器使能 Reserved：所有位必 须为 04外部中断和事件控制器 大连理工大学网络教育学院第 6 页 共 11 页（1）外部中断和事件控制器的功能框图（2）主要寄存器介绍 中断屏蔽寄存器 事件屏蔽寄存器 上升沿触发选择寄存器 下降沿触发选择寄
7、存器 软件中断事件寄存器（EXTI_SWIER ） 挂起寄存器（EXIT_PR）5定时器/计数器（TIMERS） （1（ TIMERS 的工作原理大连理工大学网络教育学院第 7 页 共 11 页定时器的时 基单元 计数器方向控制由 TIMx_CR1 中的 DIR 位控制-递增计 数， 递减计数，中央 对齐计数 溢出时产生更新事件 每次更新事件时刷新预分频寄存器和自动重载寄存器 更新事件和寄存器刷新受控时钟源及从模式 选择 每个定时器有 8 个触发源（TRGI） 4 个内部触发源（ITR0-ITR3） TI1 的边沿 检测器（TI1F_ED) 滤波后的定时器输入 1 和 2（TI1FP1 和 T
8、I1FP2） 外部触发输入（ETRF）捕获比较通道（2）TIMERS 的主要寄存器控制寄存器（TIMx_CR1）大连理工大学网络教育学院第 8 页 共 11 页 APRE：自动重装载预 装载允许位 0：TIMx_ARR 重载无缓冲；1：TIMx_ARR 被装入缓冲器 DIR： 方向控制位 0：计数器向上计数；1：计数器向下计数 OPM： 单 脉冲方式 0：发生更新事件时计数不停止； 1：在发生更新事件时，计数停止 UDIS： 禁止更新 0：允许更新事件；1：禁止更新事件 CEN：使能计数器 0：禁止计数器；1：使能计数器控制寄存器（TIMx_CR2） MMS2：0：主模式选择 000：复位 0
9、01：使能 010：更新 011：比较脉冲 100-111：比较-OCxREF 被用于作为触发输 出 CCDS：捕获/比较的 DMA 选择 0：当发生 CCx 事件时，送出 CCx 的 DMA 请求 1：当发生更新事件时，送出 CCx 的 DMA 请求状态寄存器（ TIMx_SR）大连理工大学网络教育学院第 9 页 共 11 页 CCxOF：捕获/比较 x 重复捕获标志 TIF：触发器中断标志 0：无触发器事件产生；1：触发器中断等待响应 CCxIF：捕获/比较中断标志 CCx 配置 为输出模式；CCx 配置为输入模式 UIF：更新中断标记（硬件置 1，软件清 0）预分频器（ TIMx_PSC
10、）自动重载寄存器（ TIMx_ARR）DMA/中断使能寄存器（TIMx_DIER ） TDE：允许 触发 DMA 请求 0：禁止触发 DMA 请求；1：允许 CCxDE：允许捕获/比较 x 的 DMA 请求 0：禁止；1 允许 UDE：允许更新的 DMA 请求 TIE：触发中断使能 CCxIE：允许捕获/比较 x 的中断请求 UIE：允许 更新中断大连理工大学网络教育学院第 10 页 共 11 页DMA 控制寄存器（TIMx_DCR） DBL4:0：DMA 连续传送长度 0000:1 字节 最大 10001：18 字节 DBA4:0：DMA 基地址 00000：TIMx_CR1 DBA 地址从
11、此开始事件产生寄存器（ TIMx_EGR） TG：产生触发事件（软件置 1，硬件清 0） 0：无动作；1：TIMx_SR 中的 TIF=1 CCxG：产 生捕获/比较 x 事件 0：无动作；1：产生一个捕获/比较事件 UG：产生更新事件（软件置 1，硬件清 0） 0：无动作；1：重新初始化计数，并产生一个更新事件（预分频器也清零）捕获/比较 使能寄存器（TIMx_CCER） CC1E：输入/捕获 1 输出使能 CC1 通道为输出 0：关闭输出；1：OC1 输出到引脚 CC1 通道为输入 0：捕获禁止；1：捕获使能 CC1P：输入/捕获 1 输 出极性 CC1 通道为输出 0：高电平有效；1：低电平有效 CC1 通道为输入 0：不反相，捕 获发生在上升沿；1：反相
