提問 ： 從51到ARM，這路怎么走？

很多人說：有51基礎(chǔ)的人很容易入門ARM。我想說，坑爹啊，我就是51走過來的，看ARM幾個(gè)月了，一點(diǎn)進(jìn)展都沒有...

51都是有地址映射的（即SFR，特殊功能寄存器），在頭文件reg52.h里面，不知道ARM有沒有，且不知道如何調(diào)用。以STM32為例，官方有提供個(gè)固件庫，也就是好幾個(gè)文件夾和幾十個(gè)文件，里面有會(huì)匯編寫的，也有用C寫的，貌似也有地址映射，貌似里面的地址映射語句不是像51里面用sfr來表示的，貌似是用#define來定義的，這邊搞糊涂了。固件庫中還包含了很多打包好的程序，比如說各種傳輸協(xié)議要用到的程序。但我的思維還停留在51，并且我不知道停留在51的這種思維是否是正確的：那就是，完全自己編碼，除了sfr定義，包括很多包裝好的函數(shù)，自己寫出來才算學(xué)會(huì)。這種思維，不知道在ARM學(xué)習(xí)上是否同等適用，難道學(xué)ARM時(shí)上了個(gè)層次，就直接在別人打包好程序的基礎(chǔ)上做產(chǎn)品了嗎？必須強(qiáng)調(diào)，在上位機(jī)，PC軟件方面，是得調(diào)用操作系統(tǒng)的很多函數(shù)、庫，這個(gè)沒辦法，因?yàn)閺?qiáng)大的PC界面及功能，如果底層驅(qū)動(dòng)什么的都自己寫的話會(huì)累死，而且不一定有成效。但ARM不同，不同在他比PC低一層次，但同時(shí)又高51一個(gè)層次，所以我糾結(jié)了。并且我現(xiàn)在不知何從入手，就算是將固件庫搞明白也得花不少時(shí)間。但我覺得，如果讓ARM點(diǎn)亮一個(gè)小LED，應(yīng)該用不上那么多固件庫或函數(shù)，只要能點(diǎn)亮個(gè)LED就行，這么低的要求，應(yīng)該是用到很少的語句及配置程序，但網(wǎng)上所有的教程基本上首先就教你：如何調(diào)用所有的官方庫。這無疑讓初學(xué)者陷入泥潭，暈。

良心答主：

我做了個(gè)實(shí)例，不用ST的庫來點(diǎn)LED，解答你的問題

我的 KeilMDK 3.5

我的STM32板子奮斗版是 ，IC 是 STM32F103VET6

調(diào)試工具 JLINK V8

LED 接在 PB5 ，高電平點(diǎn)亮

既然說一定懂C語言了，那么對(duì)于下面我的問題，不查百度，完全靠自己，懂多少？然后查了百度之后又能懂多少？

（一）新建 keil 工程，IC選擇 ST 公司的 STM32F103VE，keil提示是否copy 啟動(dòng)文件，選擇是。

這里有問題，你有沒有讀過這個(gè)啟動(dòng)頭文件？ 51 也是同樣的啟動(dòng)文件，51的那個(gè)啟動(dòng)文件有沒有讀過？你知道頭文件里面做了什么嗎？ C語言真的從 main 函數(shù)開始嗎？運(yùn)行時(shí)庫是什么？這些資料從什么地方知道？keil編譯器的行為？

（如果你說頭文件是匯編的，沒有必要看，那我當(dāng)我沒說）

例如啟動(dòng)文件里面有這么一句，我的問題是 __main 這個(gè)標(biāo)號(hào)在哪里實(shí)現(xiàn)的，注意，這里肯定不是 main 函數(shù)這里跳到哪里去了？還有個(gè)問題 [WEAK] 這里是什么意思？有什么用？？？？

Reset_HandlerPROC

EXPORT Reset_Handler[WEAK]

IMPORT __main

LDRR0, =__main

BXR0

（二）新建一個(gè) main.c 并且寫一個(gè) main函數(shù)，什么都不做，這和51一樣了。

void main(void)

{

while (1)

{

}

}

然后因?yàn)槲倚枰{(diào)試，則設(shè)置jlink調(diào)試器，在項(xiàng)目屬性里面 Debug 標(biāo)簽，Use J-LINK/J-TRACE ，然后到 utilities 標(biāo)簽，同樣選擇J-LINK /J-TRACK ，并且選擇 Setting 按鈕，里面的 Programming Algorithm 還是空的，表示keil 不知道目標(biāo)是什么，我添加一個(gè) STM32F10X High-density Flash ，問題，為什么是 High-desity ？依據(jù)是什么？？？全部確認(rèn)返回。

這個(gè)時(shí)候已經(jīng)可以編譯，開發(fā)板上電，已經(jīng)可以下載仿真的，雖然程序什么都沒有寫

（三）既然硬件，仿真器，調(diào)試都準(zhǔn)備好了，接著就開始寫程序了。

我一直推薦新手花錢買學(xué)習(xí)板和仿真器，因?yàn)榭梢耘懦布膯栴}，讓初學(xué)者集中精力去寫程序，而不用懷疑硬件有問題，這點(diǎn)很重要。

這階段主要是看書，了解這個(gè)IC 的架構(gòu)，了解指令集，了解寄存器（別跟我說你找不到這些資料？ .....）

Cortex-M3權(quán)威指南CnR2（電子書）.pdf

STM3210x參考手冊(cè).pdf

學(xué)習(xí)板原理圖

博客，論壇等多個(gè)帖子，務(wù)必要對(duì)整個(gè)IC有個(gè)初步的了解。這個(gè)過程有點(diǎn)痛苦，但是值得花這個(gè)時(shí)間。

（四）開始寫 LED

既然我們要操作 IO 口，當(dāng)然就要看IO口相關(guān)的知識(shí)。打開 STM3210x參考手冊(cè).pdf ，我的目的只是操作 GPIO 所以我只需要將第五章看完就OK了。章節(jié)比較多，懶得看，根據(jù)一般的經(jīng)驗(yàn)（你缺經(jīng)驗(yàn)了吧？），不說多就AVR 和 PIC 而已。操作IO一般是兩個(gè)步驟，第一，操作IO控制寄存器，設(shè)置IO為輸出，第二就是送數(shù)據(jù)。

那么很明顯，只可能是 GPIOx_CRL GPIOx_CRH ， GPIOx_ODR 三個(gè)寄存器會(huì)有想要仔細(xì)閱讀這幾個(gè)寄存器的介紹后知道，GPIOx_CRL 是控制 PIN 0-7 的屬性的，GPIOx_CRH 控制PIN 8-15，ODR寄存器當(dāng)然就是輸出數(shù)據(jù)了，將數(shù)據(jù)送到這里就行了。

然后，這幾個(gè)寄存器的地址是多少？首先看 stm32f103ve.pdf 這個(gè)是官方的datasheet、，看第四章， Mmeory Mapping

為什么看這章？會(huì)英文都能猜到吧？，看 PORTB 的地址是 0x40010C00 - 0x40010FFF ，這個(gè)就是基地址了?；刂?

加上偏移量就能找到具體的寄存器。

例如我需要操作 GPIOB_CRL 的偏移為 00H ，（看STM3210x參考手冊(cè).pdf） ODR 寄存器的偏移為 0CH

那么很自然得出

GPIOB_CRL = 0x40010C00

GPIOB_ODR = 0x40010C0C

怎么驗(yàn)證我的結(jié)論正確？先看 keil 給的頭文件 \Keil\ARM\INC\ST\STM32F10x\stm32f10x_map.h

#define PERIPH_BASE((u32)0x40000000)

#define APB2PERIPH_BASE(PERIPH_BASE + 0x10000)

#define GPIOB_BASE(APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

這樣怎么算都能算出 0x40010C00 出來吧？？ODR 寄存器同理

為了點(diǎn)亮 LED ，我需要將 PB5 （也就是 GPIOB5）設(shè)置為輸出，并且ODR相應(yīng)的位寫入 1 ，看資料得出 MODE5 是bit 20 21 控制的，CNF5 是bit 22,23

MODE5應(yīng)該設(shè)置 10（0x2) 選擇 2MHZ 輸出，CNF5 選擇00（0x0），通用推挽模式，于是將這個(gè)值寫入

(*volatile unsigned long)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22); // 為簡單起見，不管其他位了

你是否能看懂這句C語言？？volatile 什么意思什么用？指針的本質(zhì)是什么？為什么能這樣用？2<<20 是什么意思，為什么能這樣用？我真的不是為難你，嵌入式都這么寫的，ST的頭文件也是這么定義

同理，設(shè)置 ODR 寄存器

*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;

*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 0;

STM32 沒有SFR ，沒有bit，沒有sbit 的概念的了。是不是就不如 51 了？

下載運(yùn)行，還不行，因?yàn)镚PIOB 的CLK 沒有使能，這時(shí)其實(shí) GPIOB 是不能工作的，這是 STM32 特殊的地方，上電默認(rèn)外設(shè)的時(shí)鐘都是關(guān)的，初學(xué)者沒有注意這里，是可以原諒的，多看看書，多實(shí)踐，多問問就是了。

找到問題的原因，則再 RCC_APB2ENR 設(shè)置，其中 BIT 3 就是 IOPBEN 是時(shí)鐘使能位，同上，先找到 RCC_APB2ENR的地址

#define PERIPH_BASE((u32)0x40000000)

#define AHBPERIPH_BASE(PERIPH_BASE + 0x20000)

#define RCC_BASE(AHBPERIPH_BASE + 0x1000)

RCC_APB2ENR 的偏移是 18H ，所以最終得到地址為 0x40021018，操作方法同上

*(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;

最終的點(diǎn)LED的程序就完成了。

void main(void)

{

*(volatile unsigned long *)0x40021018 |= 1<<3;

*(volatile unsigned long *)0x40010C00 = (2<<20) | (0<<22);

*(volatile unsigned long *)0x40010C0C = 1<<5;

while (1)

{

}

}

如果將寄存器做一個(gè)定義，則程序變成如下

#define RCC_APB2ENR *(volatile unsigned long *)0x40021018

#define GPIOB_CRL *(volatile unsigned long *)0x40010C00

#define GPIOB_ODR *(volatile unsigned long *)0x40010C0C

void main(void)

{

RCC_APB2ENR |= 1<<3;

GPIOB_CRL = (2<<20) | (0<<22);

GPIOB_ODR = 1<<5;

while (1)

{

}

}

RCC_APB2ENR RCC 是時(shí)鐘寄存器 ， APB2 是外設(shè)2 ，ENR ，可以理解為 enable

GPIOB_CRL GPIO B control 控制寄存器

GPIOB_ODR GPIO(general purpose input output) B output data register 輸出數(shù)據(jù)寄存器

都是有意義的名字，哪里難記了？？而且名字都來自 ST 的官方 datasheet、這個(gè)程序跟你用 51 寫的程序我還真的沒看出差別有很大 .....

加入剛才的 GPIOB 寄存器，看看 ST 的官方庫是怎么定義的，

\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\stm32f10x.h

用 UltraEdit 打開，搜索 GPIOB

#define PERIPH_BASE((uint32_t)0x40000000)

#define APB2PERIPH_BASE(PERIPH_BASE + 0x10000)

#define GPIOB_BASE(APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)

沒錯(cuò)，和keil 里面是一模一樣的。

typedef struct

{

__IO uint32_t CRL;

__IO uint32_t CRH;

__IO uint32_t IDR;

__IO uint32_t ODR;

__IO uint32_t BSRR;

__IO uint32_t BRR;

__IO uint32_t LCKR;

} GPIO_TypeDef;

其中 __IO 的定義在 \Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport\core_cm3.h 為什么我知道在這個(gè)文件里面，因?yàn)槲視?huì)用 source insight ...

#define__IOvolatile

__IO uint32_t CRL 其實(shí)就是 volatile uint32_t CRL

為什么用結(jié)構(gòu)體？因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體的成員的地址分配（RAM中）是連續(xù)（不知道您是否懂得，這還是C語言的問題），而 STM32 的一個(gè)模塊的功能寄存器都是連續(xù)的，每個(gè)寄存器都是相當(dāng)于 基地址加偏移，跟上面的理論一致

于是就有了結(jié)構(gòu)體指針的用法

跟蹤庫函數(shù)的源代碼，例如 GPIO 的 初始化函數(shù)

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

以結(jié)構(gòu)體指針的形式傳遞 IO 口 GPIO_TypeDef* GPIOx

訪問 CRL 寄存器則用成員的形式 GPIOx->CRL;

不需要擔(dān)心這樣做的效率，因?yàn)槎际堑刂?，也就是指針，最終的效率是直接寄存器操作，效率是非常高的。

看不懂庫函數(shù)，歸根究底就是C語言功底不行。不要以為寫過幾行51就懂C語言了，遠(yuǎn)的很呢。

還有，STM 的庫下載的時(shí)候包含了很多很多例子，庫函數(shù)怎么使用在例子里面有很詳細(xì)的介紹，不用寫幾行代碼，

都是復(fù)制例子做實(shí)驗(yàn)，也很很容易的。

總結(jié)的幾個(gè)問題

1，ARM 沒有SFR，也不需要，SFR 是51的關(guān)鍵字，沒有理由 51 有 ARM 就要有。例如ACC，ARM 就沒有，但是有

R0-R15 ，這些就是架構(gòu)（architecture 的區(qū)別了）

2，STM32 的寄存器在官方頭文件上面已經(jīng)全部有定義了，上面已經(jīng)闡述了。（你看不懂不代表沒有吧？）

3，不帶庫函數(shù)的LED程序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。