三大模塊：電源、IO口、時鐘。

一、         首先，我們來看一下電源，下面是電源框圖

從上面我們可以看出，電源給內部的三大關鍵部分供電，一是給ADC供電，這塊無需多說，二是電池備份域，VBAT引腳可以連接到一個可選的待機電壓由電池供電或由另一個來源，當V DD是斷開時保留的備份寄存器的內容和供給的RTC。還一部分主要用來給數字邏輯部分供電，像喚醒邏輯、看門狗、IO等，給內核、內存和數字外設的供電需要在VDD之后加上一個電壓調整器。

接下來介紹的就是低功耗模式了

默認情況下，微控制器是在運行模式后，一個系統或一個上電復位。在運行模式的CPU的時鐘HCLK和程序代碼執行，一些低功耗模式是可用的，以節省電力時，不需要保持運行的中央處理器，例如在等待一個外部事件時。它是由用戶選擇的模式，給出低功耗之間的最佳折衷，啟動時間短，可喚醒源。，短啟動時間和可用喚醒源。

它具有三個低功耗模式：

?睡眠模式（(Cortex ?- M4 FPU核心停止，外圍設備保持運行）

?停止模式（所有的時鐘都停止了）

?待機模式（1.2 V關機）

?睡眠模式是通過執行WFI（等待中斷）或WFE（等待事件）指令進入。

?待機模式允許實現最低功耗。它是基于Cortex ?- M4 FPU DEEPSLEEP模式，電壓調節器不使能，1.2 V域因此斷電。鎖相環，HSI振蕩器和HSE振蕩器也關掉。SRAM和寄存器里面內容也丟失，除了備份域寄存器（RTC寄存器和備份寄存器）。

?停止模式是基于Cortex M4?- FPU DEEPSLEEP模式結合外圍時鐘門控。該電壓調節器可以配置為在正常或低功率模式。在停止模式下，在1.2 V域所有時鐘停止，鎖相環，HSI和HSE RC振蕩器被禁用。內部SRAM和寄存器里面的內容被保存。

電源就介紹到這里。

二、         接下來是GPIO

1.        根據手冊上的內容，簡單地綜述一下GPIO的功能：

A.       共有8種模式，可以通過編程選擇：

a)        浮空輸入

b)        帶上拉輸入

c)        帶下拉輸入

d)        模擬輸入

e)        開漏輸出——(此模式可實現hotpower說的真雙向IO)

f)         推挽輸出

g)        復用功能的推挽輸出

h)        復用功能的開漏輸出

模式7和模式8需根據具體的復用功能決定。

B.       專門的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)實現對GPIO口的原子操作，即回避了設置或清除I/O端口時的“讀-修改-寫”操作，使得設置或清除I/O端口的操作不會被中斷處理打斷而造成誤動作。

C.       每個GPIO口都可以作為外部中斷的輸入，便于系統靈活設計。

D.       I/O口的輸出模式下，有3種輸出速度可選(2MHz、10MHz和50MHz)，這有利于噪聲控制。

E.        所有I/O口兼容CMOS和TTL，多數I/O口兼容5V電平。

F.        大電流驅動能力：GPIO口在高低電平分別為0.4V和VDD-0.4V時，可以提供或吸收8mA電流；如果把輸入輸出電平分別放寬到1.3V和VDD-1.3V時，可以提供或吸收20mA電流。

G.       具有獨立的喚醒I/O口。

H.       STM32上很多I/O管腳功能可以重新映射。

I.         GPIO口的配置具有上鎖功能，當配置好GPIO口后，可以通過程序鎖住配置組合，直到下次芯片復位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護系統中其他的設備，不會因為某些I/O口的配置被改變而損壞——如一個輸入口變成輸出口并輸出電流。

J.         輸出模式下輸入寄存器依然有效，在開漏配置模式下實現真正的雙向I/O功能。

2.        STM32 GPIO端口的輸出速度設置：

當STM32的GPIO端口設置為輸出模式時，有三種速度可以選擇：2MHz、10MHz和50MHz，這個速度是指I/O口驅動電路的速度，是用來選擇不同的輸出驅動模塊，達到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。高頻的驅動電路，噪聲也高，當你不需要高的輸出頻率時，請選用低頻驅動電路，這樣非常有利于提高系統的EMI性能。當然如果你要輸出較高頻率的信號，但卻選用了較低頻率的驅動模塊，你很可能會得到失真的輸出信號。實際上芯片內部在I/O口的輸出部分安排了多個響應速度不同的輸出驅動電路，用戶可以根據自己的需要選擇合適的驅動電路。注意：GPIO的引腳速度是指I/O口驅動電路的響應速度而不是輸出信號的速度，輸出信號的速度與你的程序有關。關鍵是，GPIO的引腳速度跟應用匹配。比如對于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引腳速度就夠了，既省電也噪聲小，對于I2C接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用2M的GPIO的引腳速度或許不夠，這時可以選用10M的GPIO引腳速度。對于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引腳速度顯然不夠了，需要選用50M的GPIO的引腳速度。

三、         STM32F411時鐘系統框圖：時鐘是整個系統的脈搏

下圖是STM32F411時鐘系統的框圖，通過這個圖可以一目了然地看到各個部件時鐘產生的路徑，還可以很方便地計算出各部分的時鐘頻率。

1在STM32F411中，有五個時鐘源，為HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。、HSI是高速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為8MHz。

②、HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者接外部時鐘源，頻率范圍為4MHz~16MHz。

③、LSI是低速內部時鐘，RC振蕩器，頻率為40kHz。

④、LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz的石英晶體。

⑤、PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇為2~16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。

其中40kHz的LSI供獨立看門狗IWDG使用，另外它還可以被選擇為實時時鐘RTC的時鐘源。另外，實時時鐘RTC的時鐘源還可以選擇LSE，或者是HSE的128分頻。RTC的時鐘源通過RTCSEL[1:0]來選擇。

STM32中有一個全速功能的USB模塊，其串行接口引擎需要一個頻率為48MHz的時鐘源。該時鐘源只能從PLL輸出端獲取，可以選擇為1.5分頻或者1分頻，也就是，當需要使用USB模塊時，PLL必須使能，并且時鐘頻率配置為48MHz或72MHz。

另外，STM32還可以選擇一個時鐘信號輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鐘。

系統時鐘SYSCLK，它是供STM32中絕大部分部件工作的時鐘源。系統時鐘可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE。系統時鐘最大頻率為72MHz，它通過AHB分頻器分頻后送給各模塊使用，AHB分頻器可選擇1、2、4、8、16、64、128、256、512分頻。其中AHB分頻器輸出的時鐘送給5大模塊使用：

①  、送給AHB總線、內核、內存和DMA使用的HCLK時鐘。

②  、通過8分頻后送給Cortex的系統定時器時鐘。

③  、直接送給Cortex的空閑運行時鐘FCLK。

④  、送給APB1分頻器。APB1分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB1外設使用(PCLK1，最大頻率36MHz)，另一路送給定時器(Timer)2、3、4倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器2、3、4使用。

⑤  、送給APB2分頻器。APB2分頻器可選擇1、2、4、8、16分頻，其輸出一路供APB2外設使用(PCLK2，最大頻率72MHz)，另一路送給定時器(Timer)1倍頻器使用。該倍頻器可選擇1或者2倍頻，時鐘輸出供定時器1使用。另外，APB2分頻器還有一路輸出供ADC分頻器使用，分頻后送給ADC模塊使用。ADC分頻器可選擇為2、4、6、8分頻。在以上的時鐘輸出中，有很多是帶使能控制的，例如AHB總線時鐘、內核時鐘、各種APB1外設、APB2外設等等。當需要使用某模塊時，記得一定要先使能對應的時鐘。需要注意的是定時器的倍頻器，當APB的分頻為1時，它的倍頻值為1，否則它的倍頻值就為2。

連接在APB1(低速外設)上的設備有：電源接口、備份接口、CAN、USB、I2C1、I2C2、UART2、UART3、SPI2、窗口看門狗、Timer2、Timer3、Timer4。注意USB模塊雖然需要一個單獨的48MHz時鐘信號，但它應該不是供USB模塊工作的時鐘，而只是提供給串行接口引擎(SIE)使用的時鐘。USB模塊工作的時鐘應該是由APB1提供的。

連接在APB2(高速外設)上的設備有：UART1、SPI1、Timer1、ADC1、ADC2、所有普通IO口(PA~PE)、第二功能IO口。

使用HSE時鐘，程序設置時鐘參數流程：

a)        將RCC寄存器重新設置為默認值 RCC_DeInit;

b)        打開外部高速時鐘晶振HSE RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

c)        等待外部高速時鐘晶振工作 HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

d)        設置AHB時鐘 RCC_HCLKConfig;

e)        設置高速AHB時鐘 RCC_PCLK2Config;

f)         設置低速速AHB時鐘 RCC_PCLK1Config;

g)        設置PLL RCC_PLLConfig;

h)        打開PLL RCC_PLLCmd(ENABLE);

i)          等待PLL工作 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)

j)          設置系統時鐘 RCC_SYSCLKConfig;

k)        判斷是否PLL是系統時鐘 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)

l)          打開要使用的外設時鐘 RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()

三大主要模塊就介紹到這里。后面就開始測試芯片的各方面功能。