STM32F407数据手册详解

一、GPIO引脚配置

STM32F407的GPIO引脚配置是使用寄存器来完成的。在数据手册的GPIO章节中，有详细的说明如何配置每个GPIO引脚。首先需要选择GPIO模式，包括输入、输出和复用模式等。然后需要设置引脚的速度、上下拉和输出驱动能力等属性。例如，以下代码展示了如何将PA0引脚配置为输入模式：

/* Enable clock for GPIOA */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;

/* Configure PA0 as input */
// clear mode and clear input type
GPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODER0_Msk | GPIO_MODER_OTYPER_Msk);
// set input mode
GPIOA->MODER |= (GPIO_MODER_MODER0_0);
// set no pull-up, no pull-down
GPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0_Msk);

以上代码首先使能了GPIOA的时钟，并将PA0的模式设置为输入模式。同样地，可以使用类似的方式将引脚配置为输出模式或复用模式。

二、定时器的使用

STM32F407有多个定时器，每个定时器有多个通道可以用于PWM、输入捕获和输出比较等应用。在数据手册的定时器章节中，详细介绍了每个定时器的功能和使用方法。

以下代码展示了如何启用定时器3的通道1作为PWM输出：

/* Enable clock for TIM3 */
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN;

/* Set timer prescaler value */
TIM3->PSC = 999;

/* Set timer auto-reload value */
TIM3->ARR = 799;

/* Set PWM mode 1 on channel 1 */
TIM3->CCMR1 |= (TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_2);

/* Enable output on channel 1 */
TIM3->CCER |= TIM_CCER_CC1E;

/* Set pulse width on channel 1 */
TIM3->CCR1 = 399;

/* Start timer */
TIM3->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

以上代码首先使能了定时器3的时钟，并设置了定时器的预分频值和自动重载值。然后，将通道1的工作模式设置为PWM模式1，并启用了输出。最后，将通道1的脉冲宽度设置为399，启动定时器。

三、外部中断的使用

STM32F407的GPIO引脚可以配置为外部中断输入，可以在引脚发生电平变化时触发中断处理函数。在数据手册的GPIO章节中，有详细的说明如何配置外部中断。

以下代码展示了如何将PA0引脚配置为外部中断输入，并注册中断处理函数：

/* Enable clock for GPIOA */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;

/* Configure PA0 as input */
GPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODER0_Msk | GPIO_MODER_OTYPER_Msk);
GPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0_Msk);

/* Enable EXTI0 interrupt */
SYSCFG->EXTICR[0] &= ~(SYSCFG_EXTICR1_EXTI0_Msk);
EXTI->IMR |= EXTI_IMR_MR0;
EXTI->RTSR |= EXTI_RTSR_TR0;

/* Enable IRQn for EXTI0 */
NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

/* Define EXTI0 IRQ handler */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    // handle interrupt here
}

以上代码首先使能了GPIOA的时钟，并将PA0的模式设置为输入模式。然后，使能了外部中断0，定义了中断处理函数，并启用了EXTI0_IRQn中断。

四、SPI通信的使用

STM32F407的SPI模块可以实现与外部设备的高速数据交换。在数据手册的SPI章节中，详细介绍了SPI模块的工作原理和寄存器配置。

以下代码展示了如何使用SPI3和外部设备进行通信：

/* Enable clock for GPIOB and SPI3 */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_SPI3EN;

/* Configure PB3, PB4 and PB5 as alternate function */
GPIOB->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODER3_Msk | GPIO_MODER_MODER4_Msk | GPIO_MODER_MODER5_Msk);
GPIOB->MODER |= (GPIO_MODER_MODER3_1 | GPIO_MODER_MODER4_1 | GPIO_MODER_MODER5_1);
GPIOB->OSPEEDR |= (GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR3_Msk | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR4_Msk | GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR5_Msk);
GPIOB->OTYPER &= ~(GPIO_OTYPER_OT3 | GPIO_OTYPER_OT4 | GPIO_OTYPER_OT5);
GPIOB->AFR[0] &= ~(GPIO_AFRL_AFRL3_Msk | GPIO_AFRL_AFRL4_Msk | GPIO_AFRL_AFRL5_Msk);
GPIOB->AFR[0] |= (GPIO_AFRL_AFRL3_1 | GPIO_AFRL_AFRL4_1 | GPIO_AFRL_AFRL5_1);

/* Configure SPI3 */
SPI3->CR1 |= (SPI_CR1_MSTR | SPI_CR1_BR_1 | SPI_CR1_BR_0 | SPI_CR1_CPOL | SPI_CR1_CPHA);

/* Send and receive data using SPI3 */
uint8_t tx_data, rx_data;
SPI3->DR = tx_data;
while (!(SPI3->SR & SPI_SR_RXNE));
rx_data = SPI3->DR;

以上代码首先使能了GPIOB和SPI3的时钟，并将PB3、PB4和PB5配置为SPI3的SCK、MISO和MOSI引脚。然后，配置了SPI3的工作模式和时钟速率等。最后，通过向SPI3的数据寄存器发送数据并等待接收数据，与外部设备进行通信。

五、ADC模块的使用

STM32F407的ADC模块可以用于模拟电压信号的采集和转换。在数据手册的ADC章节中，有详细的说明如何配置ADC模块并完成采样。

以下代码展示了如何使用ADC1进行模拟信号采样：

/* Enable clock for GPIOA and ADC1 */
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN;

/* Configure PA0 as analog input */
GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER0_Msk;

/* Configure ADC1 */
ADC1->CR1 &= ~(ADC_CR1_RES_Msk);
ADC1->CR1 |= (ADC_CR1_EOCIE | ADC_CR1_SCAN | ADC_CR1_EOSIE);
ADC1->SQR1 &= ~(ADC_SQR1_L_Msk);
ADC1->SQR1 |= ((0x01 << ADC_SQR1_L_Pos) & ADC_SQR1_L_Msk);
ADC1->SQR3 &= ~(ADC_SQR3_SQ1_Msk);
ADC1->SQR3 |= (0x00 & ADC_SQR3_SQ1_Msk);
ADC1->SMPR2 &= ~(ADC_SMPR2_SMP0_Msk);
ADC1->SMPR2 |= (0x02 & ADC_SMPR2_SMP0_Msk);

/* Enable ADC1 */
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_ADON;

/* Start conversion */
ADC1->CR2 |= ADC_CR2_SWSTART;

以上代码首先使能了GPIOA和ADC1的时钟，并将PA0配置为模拟输入引脚。然后，配置了ADC1的解析度、转换模式、采样速率等。最后，使能了ADC1，并启动了模拟信号采样。