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一文了解STM32F429內(nèi)核與存儲(chǔ)器映射

電子設(shè)計(jì) ? 來(lái)源:CSDN 博主 ? 作者:Sumjess ? 2021-02-15 10:22 ? 次閱讀

一、STM32 芯片架構(gòu)簡(jiǎn)圖

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STM32 有三種啟動(dòng)方式,從 FLASH 啟動(dòng)(包含系統(tǒng)存儲(chǔ)器),從內(nèi)部 SRAM 啟動(dòng),從外部 RAM 啟動(dòng)。

二、存儲(chǔ)器映射

存儲(chǔ)器本身不具有地址信息,它的地址是由芯片廠商或用戶分配,給存儲(chǔ)器分配地址的過(guò)程就稱為存儲(chǔ)器映射,具體見下圖。 如果給存儲(chǔ)器再分配一個(gè)地址就叫存儲(chǔ)器重映射。

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在這 4GB 的地址空間中, ARM 已經(jīng)粗線條的平均分成了 8 個(gè)塊,每塊 512MB,每個(gè)塊也都規(guī)定了用途,具體分類見下表。每個(gè)塊的大小都有 512MB,顯然這是非常大的,芯片廠商在每個(gè)塊的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)各具特色的外設(shè)時(shí)并不一定都用得完,都是只用了其中的一部分而已。

o4YBAF_8CPSAYeZ4AANGJyfaroI586.png

在這 8 個(gè) Block 里面,有 3 個(gè)塊非常重要,也是我們最關(guān)心的三個(gè)塊。 Boock0 用來(lái)設(shè)計(jì)成內(nèi)部 FLASH, Block1 用來(lái)設(shè)計(jì)成內(nèi)部 RAM, Block2 用來(lái)設(shè)計(jì)成片上的外設(shè),下面我們簡(jiǎn)單的介紹下這三個(gè) Block 里面的具體區(qū)域的功能劃分。

1、存儲(chǔ)器 Block0 內(nèi)部區(qū)域功能劃分

Block0 主要用于設(shè)計(jì)片內(nèi)的 FLASH, F429 系列片內(nèi)部 FLASH 最大是 2MB,STM32F429IGT6 的 FLASH 是 1MB。

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2、儲(chǔ)存器 Block1 內(nèi)部區(qū)域功能劃分

Block1 用于設(shè)計(jì)片內(nèi)的 SRAM。 F429 內(nèi)部 SRAM 的大小為 256KB,其中 64KB 的CCM RAM 位于 Block0,剩下的 192KB 位于 Block1,分 SRAM1 112KB, SRAM2 16KB,SRAM3 64KB, Block 內(nèi)部區(qū)域的功能劃分具體見下表。

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3、儲(chǔ)存器 Block2 內(nèi)部區(qū)域功能劃分

Block2 用于設(shè)計(jì)片內(nèi)的外設(shè),根據(jù)外設(shè)的總線速度不同, Block 被分成了 APB 和 AHB兩部分,其中 APB 又被分為 APB1 和 APB2, AHB 分為 AHB1 和 AHB2,具體見下表。還有一個(gè) AHB3 包含了 Block3/4/5/6,這四個(gè) Block 用于擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器,如 SDRAM,NORFLASH 和 NANDFLASH 等。

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三、寄存器映射

根據(jù)每個(gè)單元功能的不同,以功能為名給這個(gè)內(nèi)存單元取一個(gè)別名,這個(gè)別名就是我們經(jīng)常說(shuō)的寄存器,這個(gè)給已經(jīng)分配好地址的有特定功能的內(nèi)存單元取別名的過(guò)程就叫寄存器映射。

1、STM32 的外設(shè)地址映射

片上外設(shè)區(qū)分為四條總線,根據(jù)外設(shè)速度的不同,不同總線掛載著不同的外設(shè), APB掛載低速外設(shè), AHB 掛載高速外設(shè)。相應(yīng)總線的最低地址我們稱為該總線的基地址,總線基地址也是掛載在該總線上的首個(gè)外設(shè)的地址。其中 APB1 總線的地址最低,片上外設(shè)從這里開始,也叫外設(shè)基地址。

(1)總線基地址

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(2)外設(shè)基地址

總線上掛載著各種外設(shè),這些外設(shè)也有自己的地址范圍,特定外設(shè)的首個(gè)地址稱為“ XX 外設(shè)基地址”,也叫 XX 外設(shè)的邊界地址。

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(3)外設(shè)寄存器

GPIO 有很多個(gè)寄存器,每一個(gè)都有特定的功能。每個(gè)寄存器為 32bit,占四個(gè)字節(jié),在該外設(shè)的基地址上按照順序排列,寄存器的位置都以相對(duì)該外設(shè)基地址的偏移地址來(lái)描述。

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2、C 語(yǔ)言對(duì)寄存器的封裝
(1)封裝總線和外設(shè)基地址

為了方便理解和記憶,我們把總線基地址和外設(shè)基地址都以相應(yīng)的宏定義起來(lái),總線或者外設(shè)都以他們的名字作為宏名。

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(2)封裝寄存器列表

GPIOA-GPIOH 都各有一組功能相同的寄存器,如 GPIOA_MODER/GPIOB_MODER/GPIOC_MODER 等等,它們只是地址不一樣,但卻要為每個(gè)寄存器都定義它的地址。為了更方便地訪問寄存器,我們引入 C 語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體語(yǔ)法對(duì)寄存器進(jìn)行封裝。

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這樣的地址偏移與 STM32 GPIO 外設(shè)定義的寄存器地址偏移一一對(duì)應(yīng),只要給結(jié)構(gòu)體設(shè)置好首地址,就能把結(jié)構(gòu)體內(nèi)成員的地址確定下來(lái),然后就能以結(jié)構(gòu)體的形式訪問寄存器了。

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3、修改寄存器的位操作方法

用 C 語(yǔ)言對(duì)寄存器賦值時(shí),我們常常要求只修改該寄存器的某幾位的值,且其它的寄存器位不變,這個(gè)時(shí)候我們就需要用到 C 語(yǔ)言的位操作方法了。

(1)把變量的某位清零

此處我們以變量 a 代表寄存器,并假設(shè)寄存器中本來(lái)已有數(shù)值,此時(shí)我們需要把變量a 的某一位清零,且其它位不變。

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(2)把變量的某幾個(gè)連續(xù)位清零

由于寄存器中有時(shí)會(huì)有連續(xù)幾個(gè)寄存器位用于控制某個(gè)功能,現(xiàn)假設(shè)我們需要把寄存器的某幾個(gè)連續(xù)位清零,且其它位不變。

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(3)對(duì)變量的某幾位進(jìn)行賦值

寄存器位經(jīng)過(guò)上面的清零操作后,接下來(lái)就可以方便地對(duì)某幾位寫入所需要的數(shù)值了,且其它位不變,這時(shí)候?qū)懭氲臄?shù)值一般就是需要設(shè)置寄存器的位參數(shù)。

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(4)對(duì)變量的某位取反

某些情況下,我們需要對(duì)寄存器的某個(gè)位進(jìn)行取反操作,即 1 變 0 , 0 變 1,這可以直接用如下操作,其它位不變。

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編輯:hfy

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