📖 第 5 章：STM32基础知识入门（STM32 Fundamentals）

5.1 C 语言基础知识复习

5.1.1 位操作

嵌入式天天和 bit 打交道：清零 &= ~BIT、置位 |= BIT、取反 ^= BIT、读取 (x & BIT) ? 1 : 0。

5.1.2 define 宏定义

#define PI 3.14 文本替换；带参数 #define MAX(a,b) ((a)>(b)?(a):(b)) 注意整体加括号避免运算符优先级坑。

5.1.3 ifdef 条件编译

头文件防重包含 #ifndef __STM32_H\n#define __STM32_H ... #endif；区分调试与发布 #ifdef DEBUG ... #endif。

5.1.4 extern 外部声明

extern uint8_t g_flag; 告诉编译器「这变量在别的文件里定义」，不要分配空间。多文件工程必备。

5.1.5 typedef 类型别名

typedef unsigned int uint32_t; 让代码可移植、易读。C99/C11 的 <stdint.h> 已经替我们做好：uint8_t/uint16_t/uint32_t/uint64_t/int8_t/.../int64_t。

5.1.6 结构体

把相关变量打包：struct GPIO_TypeDef { uint32_t MODER; uint32_t OTYPER; ... };。访问用 .（普通变量）或 ->（指针变量）。

5.1.7 指针

STM32 大量用「外设寄存器结构体指针」：#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *)0x40020000)，然后 GPIOA->BSRR = 0x01; 就是点亮 PA0。指针就是地址，地址就是数字，没什么神秘的。

5.2 寄存器基础知识

寄存器 = 特殊功能的内存单元。本质：

(*(unsigned int *)(0x40010C0C)) = 0xFFFF;     // 把 GPIOB->ODR 设为 0xFFFF

但可读性差，所以改用结构体：

GPIOB->ODR = 0xFFFF;                          // 实质等价上一行

寄存器按 32 位组织，每位或几位代表一个开关/参数。命名约定：xxxx_CR1/CR2/CR3 配置寄存器、xxxx_SR 状态寄存器、xxxx_DR 数据寄存器、xxxx_BRR 波特率寄存器。

5.3 STM32F407 系统架构

5.3.1 Cortex M4 内核 & 芯片

Cortex-M4 由 ARM 设计，包含 NVIC（嵌套向量中断控制器）、SysTick、MPU、FPU、DSP 指令等。ST 在此基础上集成自家外设（USART/SPI/...）。

5.3.2 STM32 系统架构

F407 有 8 条主控总线：I-Code、D-Code、S-Bus、DMA、FSMC、AHB、APB1、APB2。

• I-Code：取指令，CPU → Flash
• D-Code：读常量，CPU → Flash
• S-Bus：CPU 访问外设寄存器
• DMA 总线：DMA 搬运数据不经过 CPU

5.3.3 存储器映射

整个 4 GB 地址空间划分：

5.3.4 寄存器映射

寄存器描述解读：手册里每个寄存器都有「位定义表」，例如 USART_BRR 寄存器：

寄存器映射举例：把 USART1 的 BRR 地址算出：

寄存器地址计算：外设基址 + 偏移；外设基址 = 总线基址 + 总线相对偏移；总线基址 = 总线基址基址 + N×总线间距。

stm32f407xx.h 寄存器映射说明：ST 已经把整个 F407 的寄存器映射成结构体，我们直接 USART1->BRR = 0x0683; 即可，不用自己算地址。