STM32F10xc常见应用解析-全国巡回研讨会资料

### STM32F10xc常见应用解析 #### 一、系统时钟的监控与切换 **背景介绍：** 在嵌入式系统中，时钟稳定性对于系统的可靠性和稳定性至关重要。尤其是在工业应用环境中，一旦主时钟源出现问题，可能会导致整个系统崩溃或进入异常状态，甚至引起无法预料的安全事故。为了提高系统的可靠性，STM32系列微控制器提供了一种名为“时钟安全系统”（Clock Security System, CSS）的功能，用于监测外部高速时钟（HSE）的正常工作，并在检测到异常时自动切换到备用时钟源。 **具体实现：** - **起因与目的：** - 在实际应用中，由于晶体振荡器的故障，可能导致微处理器失去时钟源，进而导致系统死机。 - 目的是确保即使外部晶体振荡器失效，系统也能切换到一个可靠的备用时钟源，以维持系统的稳定运行。 - **时钟安全系统（CSS）的工作原理：** - 当时钟安全系统被激活后，它将持续监控外部高速振荡器（HSE）。一旦检测到HSE时钟故障，系统将自动关闭HSE，并产生一个时钟安全中断。 - 这个中断会被连接到Cortex-M3内核的非屏蔽中断（NMI），并触发内部RC振荡器（HSI）作为新的系统时钟源。 - 对于STM32F103系列，时钟失效事件还会被送到高级定时器TIM1的刹车输入端，用于实现电机保护控制。 - **实现步骤示例：** - 启动时钟安全系统CSS：`RCC_ClockSecuritySystemCmd(ENABLE);` - 当HSE时钟出现故障时，会产生一个NMI中断。在NMI中断处理程序中，需要先检查时钟中断状态，并采取相应措施，比如禁用HSE、PLL等。 - 清除时钟安全系统中断的挂起位，以避免NMI持续发生：`RCC_ClearITPendingBit(RCC_IT_CSS);` #### 二、实现软件的短时间延迟 **问题背景：** 在许多应用程序中，都需要实现软件延迟以达到特定的目的，例如等待某个传感器数据的更新。传统的方法是使用空循环实现延时，但这在STM32这类高性能微控制器上并不高效，因为单条指令的执行时间非常短，难以精确控制延时时间。 **解决方案：** - **传统方法的问题：** - 使用空循环进行延时会导致x值非常大，难以精确计算出所需的延时时间。 - 延迟时间受系统时钟频率的影响较大。 - **基于SysTick的延时实现：** - Cortex-M3内核中的SysTick定时器是一个24位的递减计数器，可以设定初值并使能后，每经过一个系统时钟周期，计数值减1。 - 通过设置SysTick定时器的初值，使其每毫秒产生一次中断。在中断处理函数中对所需延时时间减一，直到延时时间减为零。 - 这样可以确保延时时间不受系统时钟频率变化的影响，提高延时精度。 - **具体实现步骤：** 1. 初始化SysTick定时器，设置合适的初值以满足每毫秒产生一次中断的要求。 2. 在中断服务程序中，根据所需延时时间进行减计数操作。 3. 在调用延时函数时，循环检查延时时间是否为零，直至完成延时。 通过以上两种方法的应用，STM32F10xc系列微控制器可以在复杂多变的应用场景中提供更加稳定可靠的服务。