GPIO：通用輸入輸出埠
GPIO特點：
1.快速翻轉，每次翻轉最快只需要兩個時鐘週期（F1最高速度可以到50Mhz）
2.每個IO口都可以做中斷
3.支援8種工作模式
GPIO電氣特性：
STM32工作電壓範圍：2 V ≤ VDD ≤ 3.6 V
GPIO識別電壓範圍：
COMS埠：-0.3V ≤ VIL ≤ 1.164V(0)；1.833V ≤ VIH ≤ 3.6V(1)
TTL埠：電平TF，5V
GPIO輸出電流：單個IO最大25mA，總最大150mA，如果大於要考慮擴流方案：接三極體、MOS管、繼電器
STM32引腳型別：電源引腳、晶振引腳、復位引腳、下載引腳、BOOT引腳、GPIO引腳
IO引腳分佈特點：按組存在、組數視晶片而定、每組最多16個IO引腳
施密特觸發器：整形電路，非標準方波->方波
GPIO暫存器介紹
F1系列：
CRL、CRH：配置工作模式，輸出速度
IDR：輸入資料，用於判斷IO引腳電平
ODR：輸出資料，用於設定IO引腳輸出電平
BSRR：ODR暫存器的值
F4/F7/H7系列：
MODER：設定模式
OTYPER：輸出型別
OSPEEDR：輸出速度
PUPDR：上下拉電阻
IDR：輸入資料
ODR：輸出資料
BSRR：ODR暫存器值
建議使用BSRR暫存器控制輸出
使用ODR，在讀和修改訪問之間產生中斷時，可能會發生風險；BSRR則無風險。
設定通用外設驅動模型（四步法）
1，初始化：時鐘設定、引數設定、IO設定、中斷設定(開中斷、設NVIC)
2，讀函式（可選）：從外設讀取資料
3，寫函式（可選）：往外設寫入資料
4，中斷服務函式（可選）：根據中斷標誌，處理外設各種中斷事務
GPIO配置步驟：
1，使能時鐘：__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()
2，初始化GPIO：HAL_GPIO_Init()
3，設定輸出狀態（可選）：控制IO輸出高/低電平--HAL_GPIO_WritePin() 、每次呼叫IO輸出電平翻轉一次--HAL_GPIO_TogglePin()
4，讀取IO電平（可選）：HAL_GPIO_ReadPin()
結構體
typedef struct
{
uint32_t Pin; /* 引腳號 */
uint32_t Mode; /* 模式設定 */
uint32_t Pull; /* 上拉下拉設定 */
uint32_t Speed; /* 速度設定 */
uint32_t Alternate; /* 複用功能 */
} GPIO_InitTypeDef;中斷：打斷CPU執行正常的程式，轉而處理緊急程式，然後返回原暫停的程式繼續執行
中斷的作用：1，實時控制；2，故障處理；3，資料傳輸
中斷的意義：高效處理緊急程式，不會一直佔用CPU資源
GPIO外部中斷簡圖：GPIO->AFIO(F1)、SYSCFG(F4/F7/H7)->EXTI->NVIC->CPU
NVIC：巢狀向量中斷控制器，屬於核心
中斷向量表：定義一塊固定的記憶體，以4位元組對齊，存放各個中斷服務函式程式的首地址
中斷向量表定義在啟動檔案，當發生中斷，CPU會自動執行對應的中斷服務函式
NVIC還有：中斷掛起，解掛，啟用標誌等非常用功能。
中斷優先順序：
搶佔優先順序(pre)>響應優先順序(sub)>自然優先順序
數值越小，優先順序越高
NVIC的使用：
1，設定中斷分組(SCB_AIRCR)：HAL_NVIC_SetPriorityGrouping
2，設定中斷優先順序(NVIC_IPRx)：HAL_NVIC_SetPriority
3，使能中斷(NVIC_ISER)：HAL_NVIC_EnableIRQ
EXTI基本概念：
外部(擴充套件)中斷事件控制器，包含20個產生事件/中斷請求的邊沿檢測器，即總共：20條EXTI線（F1）
中斷和事件的理解：
中斷：要進入NVIC，有相應的中斷服務函式，需要CPU處理
事件：不進入NVIC，僅用於內部硬體自動控制的，如：TIM、DMA、ADC
EXTI主要特性：
F1/F4/F7系列
每條EXTI線都可以單獨配置：選擇型別（中斷或者事件）、觸發方式（上升沿，下降沿或者雙邊沿觸發）、支援軟體觸發、開啟/遮蔽、有掛起狀態位
H7系列
由其它外設對 EXTI 產生的事件分為可配置事件和直接事件。
可配置事件：簡單概括，基本和F1/F4/F7系列類似
直接事件：固定上升沿觸發、不支援軟體觸發、無掛起狀態位（由其它外設提供）
AFIO：複用功能IO，主要用於重對映和外部中斷對映配置
配置AFIO暫存器之前要使能AFIO時鐘：__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();
1，除錯IO配置
2，重對映配置
3，外部中斷配置
SYSCFG：系統配置控制器，用於外部中斷對映配置等
使能SYSCFG時鐘：__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
外部中斷配置
如何使用中斷：
GPIO外部中斷：設定輸入模式(GPIO)->設定EXTI和IO對映關係(AFIO或SYSCFG)->EXTI->
外設中斷：開啟外設相關中斷(USART/TIM/SPI…)->
設定中斷分組、優先順序、使能(NVIC)->按優先順序順序，依次處理中斷(CPU)
EXTI的配置步驟（外部中斷）：
1，使能GPIO時鐘：__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE
2，設定GPIO輸入模式
3，使能AFIO/SYSCFG時鐘
4，設定EXTI和IO對應關係
5，設定EXTI遮蔽，上/下沿
6，設定NVIC
設定中斷分組：HAL_NVIC_SetPriorityGrouping，此函式僅需設定一次
設定中斷優先順序：HAL_NVIC_SetPriority
使能中斷：HAL_NVIC_EnableIRQ
7，設計中斷服務函式：EXTIx_IRQHandler，中斷服務函式，清中斷標誌
步驟2 - 5使用HAL_GPIO_Init一步到位
STM32有：EXTI0~4(5)、EXTI9_5(1)、EXTI15_10(1)，7個外部中斷服務函式
RS-232電平與COMS/TTL電平對比
1，RS-232電平--邏輯1：-15V ~ -3V；邏輯0：+3V ~ +15V
2，COMS電平（3.3V）--邏輯1：3.3V；邏輯0：0V
3， TTL電平（5V）--邏輯1：5V；邏輯0：0V
RS-232通訊示意圖：
控制器A<-(TTL/COMS電平)->電平轉換晶片<-(RS-232電平)->DB9介面<-(RS-232電平)->DB9介面<-(RS-232電平)->電平轉換晶片<-(TTL/COMS電平)->控制器B
電平轉換晶片：MAX3232或者SP3232等
串列埠與電腦USB口通訊示意圖：
USB介面(安裝CH340 USB 虛擬串列埠驅動)<-(USB電平標準)->Type-c介面<-(USB電平標準)->USB/串列埠轉換電路(CH340C)<-(TTL/COM電平)->STM32開發板(TXD/RXD)
USART簡介
USART：通用同步非同步收發器
UART：通用非同步收發器
USART/UART都可以與外部裝置進行全雙工非同步通訊
USART，常用的也是非同步通訊
USART主要特徵：
1，全雙工非同步通訊
2，單線半雙工通訊
3，單獨的傳送器和接收器使能位
4，可配置使用DMA的多緩衝器通訊
5， 多個帶標誌的中斷源
設定USART/UART波特率（F1）：
波特率計算公式：baud=fck /(16∗USARTDIV)
USARTDIV=DIV_Mantissa+(DIV_Fraction/16)
fck 是串列埠的時鐘，如：USART1的時鐘是PCLK2,其他串列埠都是PCLK1
USARTDIV的值寫入USART_BRR暫存器
/*波特率為115200為例：115200=72000000/(16∗USARTDIV)->USARTDIV=39.0625*/
uint16_t mantissa;
uint16_t fraction;
mantissa=39;
fraction=0.0625*16+0.5=0x01; /* USARTDIV = DIV_Mantissa + (DIV_Fraction/16) */
USART1->BRR = (mantissa << 4) + fraction;暫存器版本例程的寫法：USART1->BRR =(fck +(baud/2))/baud
USART/UART波特率（F4）：
波特率計算公式：baud=fck /(8∗(2−OVER8)∗USARTDIV)
USARTDIV=DIV_Mantissa+(DIV_Fraction/8∗(2−OVER8))
USART/UART波特率（F7）：
16倍過取樣波特率計算公式：baud=fck /USARTDIV
8倍過取樣波特率計算公式：baud=(2∗fck )/USARTDIV
USART/UART波特率（H7）：
16倍過取樣波特率計算公式：baud=(usart_ker_ckpres)/USARTDIV
8倍過取樣波特率計算公式：baud=(2∗usart_ker_ckpres)/USARTDIV
usart_ker_ckpres是串列埠的工作時鐘
波特率暫存器（BRR）：把USART_CR1暫存器的位15設定為0，即使用16倍過取樣。
HAL庫外設初始化MSP回撥機制：
HAL_PPP_Init()->呼叫MSP回撥函式:HAL_PPP_MspInit()
MSP回撥函式作用：配置PPP外設用到的硬體，如：GPIO、NVIC、CLOCK等，使用者可選擇是否使用並重新定義該函式
HAL庫外設初始化MSP回撥機制- USART為例：
HAL_UART_Init()->HAL_UART_MspInit()->
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
if(huart->Instance == USART1) /* 如果是串列埠1，進行串列埠1 MSP初始化 */
{
/* （1）使能USART1和對應IO時鐘，（2）初始化IO，（3）使能USART1中斷，設定優先順序 */
}
}HAL庫中斷回撥機制：
HAL_PPP_IRQHandler()->HAL_PPP_xxxCallback()
HAL庫中斷回撥機制 - USART為例（F1）：
USARTx_IRQHandler()或者UARTx_IRQHandler()->HAL_USART_IRQHandler()或者HAL_UART_IRQHandler()->呼叫中斷回撥函式
UART中斷回撥函式：
HAL_UART_TxCpltCallback() /* 傳送完成回撥函式 */
HAL_UART_TxHalfCpltCallback() /* 半傳送完成回撥函式 */
HAL_UART_RxCpltCallback() /* 接收完成回撥函式 */
HAL_UART_RxHalfCpltCallback() /* 半接收完成回撥函式 */
HAL_UART_ErrorCallback() /* UART錯誤回撥函式 */
HAL_UART_AbortCpltCallback() /* UART中止回撥函式 */
HAL_UART_AbortTransmitCpltCallback() /* UART傳送中止回撥函式 */
HAL_UART_AbortReceiveCpltCallback() /* UART接收中止回撥函式 */USART/UART非同步通訊配置步驟：
1，配置串列埠工作引數：HAL_UART_Init()
2，串列埠底層初始化：HAL_UART_MspInit() 配置GPIO、NVIC、CLOCK等
3，開啟串列埠非同步接收中斷：HAL_UART_Receive_IT()
4，設定優先順序，使能中斷：HAL_NVIC_SetPriority()、 HAL_NVIC_EnableIRQ()
5，編寫中斷服務函式：USARTx_IRQHandler()、 UARTx_IRQHandler()
6，串列埠資料傳送：USART_DR， HAL_UART_Transmit()
USART/UART非同步通訊相關函式介紹：
1，HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart)
關鍵結構體（F1）：
typedef struct
{ uint32_t BaudRate; /* 波特率 */
uint32_t WordLength; /* 字長 */
uint32_t StopBits; /* 停止位 */
uint32_t Parity; /* 奇偶校驗位 */
uint32_t Mode; /* UART 模式 */
uint32_t HwFlowCtl; /* 硬體流設定 */
uint32_t OverSampling; /* 過取樣設定 */
}UART_InitTypeDef2，HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
作用：以中斷的方式接收指定位元組的資料
形參 1 是 UART_HandleTypeDef 結構體型別指標變數
形參 2 是指向接收資料緩衝區
形參 3 是要接收的資料大小，以位元組為單位
3，HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
作用：以阻塞的方式傳送指定位元組的資料
形參 1 ：UART_HandleTypeDef 結構體型別指標變數
形參 2：指向要傳送的資料地址
形參 3：要傳送的資料大小，以位元組為單位
形參 4：設定的超時時間，以ms單位
IO引腳複用：IO埠的輸入或輸出是由其它非GPIO外設控制，我們稱之為複用
通用：IO埠的輸入或輸出是由GPIO外設控制，我們稱之為通用
串列埠接收資料過程：
HAL_UART_Receive_IT()->以中斷的方式接收一個位元組資料：uint8_t g_rx_buffer[1]->在接收完成回撥函式中處理接收到的資料：HAL_UART_RxCpltCallback()->接收資料引入接收資料狀態變數(制定接收協議)：uint16_t g_usart_rx_sta ->bit15，接收到0x0A(換行)，接收完成標誌；bit14，接收到0x0D(回車)；bit13~0，接收到的有效位元組數目：uint8_t g_usart_rx_buf[200]
串列埠傳送資料過程：
如果收到資料，獲取資料長度：uint16_t g_usart_rx_sta ->等待SR暫存器TC位置1（即等待傳送完成）：HAL_UART_Transmit()->傳送完成，清標誌->->
IWDG簡介 ：獨立看門狗
本質：能產生系統復位訊號的計數器
特性：遞減的計數器；時鐘由獨立的RC振盪器提供（可在待機和停止模式下執行）；看門狗被啟用後，當遞減計數器計數到0x000時產生復位
餵狗：在計數器計數到0之前，重灌載計數器的值，防止復位：IWDG有什麼作用
作用：主要用於檢測外界電磁干擾，或硬體異常導致的程式跑飛問題
獨立看門狗是異常處理的最後手段，不可依賴，應在設計時儘量避免異常的發生
IWDG溢位時間計算：
IWDG溢位時間計算公式(HAL庫)：Tout =(psc∗𝑟𝑙𝑟)/f𝐼𝑊𝐷𝐺
Tout：溢位時間
f𝐼𝑊𝐷𝐺：時鐘源頻率
psc：預分頻係數
rlr：重灌載值
暫存器設定分頻係數的方法："psc" =4∗2^prer
prer是IWDG_PR 的值
IWDG溢位時間計算公式(暫存器)：Tout =((4∗2^prer)∗𝑟𝑙𝑟)/f𝐼𝑊𝐷𝐺
IWDG配置步驟：
1，使能IWDG，設定預分頻係數和重灌載值等(IWDG_PR/RL/KR)：HAL_IWDG_Init()
typedef struct
{
IWDG_TypeDef *Instance; /* IWDG 暫存器基地址 */
IWDG_InitTypeDef Init; /* IWDG 初始化引數 */
}IWDG_HandleTypeDef;
2，把重灌載暫存器的值過載到計數器中，餵狗(IWDG_KR)：HAL_IWDG_Refresh()
typedef struct
{
uint32_t Prescaler; /* 預分頻係數 */
uint32_t Reload; /* 重灌載值 */
} IWDG_InitTypeDef;
->->->->