[CW32F030系列]

【有那么点详细的CW32学习笔记】单片机启动&库函数构成

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CW32生态社区|  楼主 | 2024-4-28 15:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
#申请原创# 18676d8fb625e30724c981131b6669b1 本章为CW32F030C8T6时钟的参考资料,面向初学者。
第一部分 默认时钟和启动文件
单片机内部基本由内核、总线、外设组成,这三部分作为数字电路,都需要开发者提供时钟信号才能正常工作。所谓时钟信号,就是周期脉冲信号,由电路分析可知RC振荡电路可以产生稳定的脉冲,故单片机的时钟信号可以由RC振荡器提供。但是RC振荡器提供的时钟信号质量不高,而晶体振荡器依靠压电效应提供稳定的、高质量的时钟信号。
以CW32F030C8T6单片机为例,他拥有2个内部振荡器,并且可以使用外部振荡器输入的脉冲信号作为时钟。先说内部振荡器,有HSI(高速-high speed、内部-internal)和LSI两个震荡器,这两个振荡器均为RC振荡器,可以通过配置相关的寄存器来调整输出频率,一般单片机启动的时候都会使用内部振荡器提供的时钟,这种RC振荡器启动速度很快,价格低廉,非常时候作为启动时钟。内部低速振荡器一般不作为内核运行的时钟,而是作为部分外设的时钟,如rtc定时器(实时时钟)和看门狗。
对于此款单片机,可以通过下述办法来判断单片机上电之后的行为,提示:一般单片机上电之后都会配置主要的时钟参数,但配置之后工作状态不同,后文会有对比。
找到单片机的启动文件,启动文件以“.s”后缀出现,意为start_up。
启动文件由汇编语言编写,单片机启动一定会从启动文件开始,而不是C语言下的main函数。
左侧为启动文件截图。
在左侧文件中找到那个叫SystemInit的东西,这是个函数名字,一般来讲都可以在厂商提供的库函数中找到,cw32的在下面这个图的文件里
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在执行完SystemInit函数的这三行代码之后,单片机会正常跳转到main函数开始执行,就像启动文件里面写的那样。
至此,启动文件主要部分及系统默认的上电时钟已讲解完。
如果你看不懂C语言,那就去补习C语言。
如果你看不懂为什么这是在操作寄存器,下一部分会教你如何看寄存器。
库函数和寄存器
我们都知道计算机编程最早使用的是机器语言,也就是用打点纸带来编程,后续出现了汇编语言,使用助记符来辅助编程,再到后来的C语言,高级语言诞生,软件开发变得更加简单。但是到计算机这一层,他依然是使用的数字电路来工作的,至少,开发者需要操作的东西就算不是数字电路,也是个寄存器。
计算机发展中,寄存器被人们用“地址”这个东西来标号,翻开编程手册(单片机至少有三个手册是开发者需要看的,分别是:data_sheet \user_program_guide \core_program_guide),你会发现每个寄存器都会有一个地址,到目前为止,32位单片机拥有非常多的寄存器,这些寄存器地址已经不会再用最直接的地址累加形式显示出来(如0x00,0x01,0x02........)。稍微高级一些的单片机都会使用基地址+地址偏移量的形式指示寄存器的地址,如下图所示
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如果开发者想要使用位于SYSCTRL这个寄存器组下的分寄存器,如总线时钟或是PLL时钟,就需要用基地址+地址偏移量的方式找到这个寄存器,并赋值寄存器来配置。所谓地址偏移量,就是这个寄存器有多少字节的容量,32位单片机就是4字节,所以地址偏移量基本上就是4字节步进来累加的,某些情况会有多个寄存器一起负责一个功能的情况,这个时候偏移量要酌情理解。
那地址代表了寄存器,地址和库函数有什么联系?C语言最精髓的东西是什么?那必然是指针,指针就用的是这种“以地址指示参数位置”的办法,所以你可以在库函数看到如下一系列的宏定义:
7e55d50e6c30df661229c5bbcac73e36 基地址。
1f593c85c08843a01ac9d4b42c1f089d 地址强制转换为结构体指针。
c18a91a827d1bda431f90510483fa907 上面那个东西又会被定义成开发者可以直接操作的寄存器。
有朋友肯定会问,这里只有一个基地址,为什么可以用CW_SYSCTRL->REG的形式操作很多寄存器呢?
由于每个寄存器都是32位的,也就是4字节,由C语言联合体和结构体的特性,内部的地址是基地址累加的,只需要一个寄存器累加固定的偏移量,就能把结构体成员和单片机内的寄存器一一对应起来,这就是寄存器与库函数的联系。
一旦想通寄存器和库函数是怎么联系起来的,单片机编程就会变成一个非常简单的事情,因为库函数本质上就是在用地址操作去赋值、改写寄存器,全世界的单片机库函数都是如此。在任何时候,开发者都可以通过直接赋值寄存器的办法去完成自己期望的配置。
现在我们回头看cw32系统初始化函数的最后两行,最开始的就是基地址指针,这个是一个结构体指针,结构体由很多联合体构成,指针选择结构体成员,结构体成员是联合体,所以用‘.’的方式选择了TRIM成员进行赋值,赋的值就是等号右边的部分。
细说等号右边的含义。RCC是一个十六进制数,他被强制转化为了16位指针类型,并在赋值之前解引用被变成了本身的值,即前文提到的十六进制数,根据编程手册,这个十六进制数表示了RC振荡器对应48MHz输出的校准值。
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至此,关于第二部分的寄存器-库函数联系已讲解完成,如有错误或遗漏,欢迎指正和补充。
总结:
单片机启动并不是从main函数开始执行的,而是从启动文件规定的函数开始执行的
大部分单片机都会上电自动配置时钟保证单片机能够正常工作
寄存器和库函数通过地址这个东西联系在一起,库函数本质就是在操作寄存器

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OKAKAKO| | 2024-5-11 11:31 | 显示全部楼层
库函数本质就是在操作寄存器,其实本质都是操作寄存器

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