STM32F407數據手冊詳解

一、GPIO引腳配置

STM32F407的GPIO引腳配置是使用寄存器來完成的。在數據手冊的GPIO章節中，有詳細的說明如何配置每個GPIO引腳。首先需要選擇GPIO模式，包括輸入、輸出和復用模式等。然後需要設置引腳的速度、上下拉和輸出驅動能力等屬性。例如，以下代碼展示了如何將PA0引腳配置為輸入模式：

/* Enable clock for GPIOA */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;

/* Configure PA0 as input */
// clear mode and clear input type
GPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODER0_Msk | GPIO_MODER_OTYPER_Msk);
// set input mode
GPIOA->MODER |= (GPIO_MODER_MODER0_0);
// set no pull-up, no pull-down
GPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0_Msk);

以上代碼首先使能了GPIOA的時鐘，並將PA0的模式設置為輸入模式。同樣地，可以使用類似的方式將引腳配置為輸出模式或復用模式。

二、定時器的使用

STM32F407有多個定時器，每個定時器有多個通道可以用於PWM、輸入捕獲和輸出比較等應用。在數據手冊的定時器章節中，詳細介紹了每個定時器的功能和使用方法。

以下代碼展示了如何啟用定時器3的通道1作為PWM輸出：

/* Enable clock for TIM3 */
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN;

/* Set timer prescaler value */
TIM3->PSC = 999;

/* Set timer auto-reload value */
TIM3->ARR = 799;

/* Set PWM mode 1 on channel 1 */
TIM3->CCMR1 |= (TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_2);

/* Enable output on channel 1 */
TIM3->CCER |= TIM_CCER_CC1E;

/* Set pulse width on channel 1 */
TIM3->CCR1 = 399;

/* Start timer */
TIM3->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

以上代碼首先使能了定時器3的時鐘，並設置了定時器的預分頻值和自動重載值。然後，將通道1的工作模式設置為PWM模式1，並啟用了輸出。最後，將通道1的脈衝寬度設置為399，啟動定時器。

三、外部中斷的使用

STM32F407的GPIO引腳可以配置為外部中斷輸入，可以在引腳發生電平變化時觸發中斷處理函數。在數據手冊的GPIO章節中，有詳細的說明如何配置外部中斷。

以下代碼展示了如何將PA0引腳配置為外部中斷輸入，並註冊中斷處理函數：

/* Enable clock for GPIOA */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;

/* Configure PA0 as input */
GPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODER0_Msk | GPIO_MODER_OTYPER_Msk);
GPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0_Msk);

/* Enable EXTI0 interrupt */
SYSCFG->EXTICR[0] &= ~(SYSCFG_EXTICR1_EXTI0_Msk);
EXTI->IMR |= EXTI_IMR_MR0;
EXTI->RTSR |= EXTI_RTSR_TR0;

/* Enable IRQn for EXTI0 */
NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

/* Define EXTI0 IRQ handler */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    // handle interrupt here
}

以上代碼首先使能了GPIOA的時鐘，並將PA0的模式設置為輸入模式。然後，使能了外部中斷0，定義了中斷處理函數，並啟用了EXTI0_IRQn中斷。

四、SPI通信的使用

STM32F407的SPI模塊可以實現與外部設備的高速數據交換。在數據手冊的SPI章節中，詳細介紹了SPI模塊的工作原理和寄存器配置。

以下代碼展示了如何使用SPI3和外部設備進行通信：

/* Enable clock for GPIOB and SPI3 */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_SPI3EN;

/* Configure PB3, PB4 and PB5 as alternate function */
GPIOB->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODER3_Msk | GPIO_MODER_MODER4_Msk | GPIO_MODER_MODER5_Msk);
GPIOB->MODER |= (GPIO_MODER_MODER3_1 | GPIO_MODER_MODER4_1 | GPIO_MODER_MODER5_1);
GPIOB->OSPEEDR |= (GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR3_Msk | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR4_Msk | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR5_Msk);
GPIOB->OTYPER &= ~(GPIO_OTYPER_OT3 | GPIO_OTYPER_OT4 | GPIO_OTYPER_OT5);
GPIOB->AFR[0] &= ~(GPIO_AFRL_AFRL3_Msk | GPIO_AFRL_AFRL4_Msk | GPIO_AFRL_AFRL5_Msk);
GPIOB->AFR[0] |= (GPIO_AFRL_AFRL3_1 | GPIO_AFRL_AFRL4_1 | GPIO_AFRL_AFRL5_1);

/* Configure SPI3 */
SPI3->CR1 |= (SPI_CR1_MSTR | SPI_CR1_BR_1 | SPI_CR1_BR_0 | SPI_CR1_CPOL | SPI_CR1_CPHA);

/* Send and receive data using SPI3 */
uint8_t tx_data, rx_data;
SPI3->DR = tx_data;
while (!(SPI3->SR & SPI_SR_RXNE));
rx_data = SPI3->DR;

以上代碼首先使能了GPIOB和SPI3的時鐘，並將PB3、PB4和PB5配置為SPI3的SCK、MISO和MOSI引腳。然後，配置了SPI3的工作模式和時鐘速率等。最後，通過向SPI3的數據寄存器發送數據並等待接收數據，與外部設備進行通信。

五、ADC模塊的使用

STM32F407的ADC模塊可以用於模擬電壓信號的採集和轉換。在數據手冊的ADC章節中，有詳細的說明如何配置ADC模塊並完成採樣。

以下代碼展示了如何使用ADC1進行模擬信號採樣：

/* Enable clock for GPIOA and ADC1 */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN;

/* Configure PA0 as analog input */
GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER0_Msk;

/* Configure ADC1 */
ADC1->CR1 &= ~(ADC_CR1_RES_Msk);
ADC1->CR1 |= (ADC_CR1_EOCIE | ADC_CR1_SCAN | ADC_CR1_EOSIE);
ADC1->SQR1 &= ~(ADC_SQR1_L_Msk);
ADC1->SQR1 |= ((0x01 <SQR3 &= ~(ADC_SQR3_SQ1_Msk);
ADC1->SQR3 |= (0x00 & ADC_SQR3_SQ1_Msk);
ADC1->SMPR2 &= ~(ADC_SMPR2_SMP0_Msk);
ADC1->SMPR2 |= (0x02 & ADC_SMPR2_SMP0_Msk);

/* Enable ADC1 */
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_ADON;

/* Start conversion */
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART;

以上代碼首先使能了GPIOA和ADC1的時鐘，並將PA0配置為模擬輸入引腳。然後，配置了ADC1的解析度、轉換模式、採樣速率等。最後，使能了ADC1，並啟動了模擬信號採樣。