RTC STM32F1xx

Calibration clock output

RTC clock calibration register (BKP_RTCCR). 

Bit 7 CCO: Calibration clock output

0: No effect

1: Setting this bit outputs the RTC clock with a frequency divided by 64 on the TAMPER pin.

The TAMPER pin must not be enabled while the CCO bit is set in order to avoid unwanted Tamper detection.

Note: This bit is reset when the V DD supply is powered off.

Event control register (AFIO_EVCR).

Bits 31:8 Reserved

Bit 7 EVOE: Event output enable
Set and cleared by software. When set the EVENTOUT Cortex output is connected to the
I/O selected by the PORT[2:0] and PIN[3:0] bits.

Bits 6:4 PORT[2:0]: Port selection
Set and cleared by software. Select the port used to output the Cortex EVENTOUT signal.
Note: The EVENTOUT signal output capability is not extended to ports PF and PG.
000: PA selected
001: PB selected
010: PC selected
011: PD selected
100: PE selected

Bits 3:0 PIN[3:0]: Pin selection (x = A .. E)
Set and cleared by software. Select the pin used to output the Cortex EVENTOUT signal.
0000: Px0 selected
0001: Px1 selected
0010: Px2 selected
0011: Px3 selected
...
1111: Px15 selected

Programm realisation for STM32F103:

AFIO->EVCR =0xAD; //PC13-calibration clock output enable
BKP->RTCCR |= BKP_RTCCR_CCO; //Setting this bit outputs the
//RTC clock with a frequency divided by 64 on the TAMPER pin

STM32F103 RTC регистры настройки часов

Часы (RTC) представляют собой независимый таймер, который с помощью соответствующего программного обеспечения может выполнять функции часов и календаря. Питание может осуществлятся от отдельного источника Vbat от которого кроме регистров часов питается и так называемый Backup Domain (или батарейный домен). В него входят, кроме регистров RTC, LSE генератор и выводы с PC13 до PC15, обеспечивающие функционирование часов реального времени даже при отключенном питании на Vdd.  Для установки текущего значения счетчика (времени и даты) необходимо: 

• включить тактирование интерфейса доступа к регистрам часов и Backup domain PWREN BKPEN выполнив команду 

          RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_PWREN | RCC_APB1ENR_BKPEN;

• установить бит  DBP регистра PWR_CR, разрешающий доступ к  Backup domain

         PWR->CR |= PWR_CR_DBP;

Битовые операции

 Установка битов регистров
Язык Си не имеет в своём составе команд непосредственного сброса или установки разрядов переменной, однако присутствуют побитовые логические операции "И" и "ИЛИ", которые успешно используются для этих целей.
      Оператор побитовой логической операции "ИЛИ" записывается в виде вертикальной черты - "|" и может выполнятся между двумя переменными, а так же между переменной и константой. Напомню, что операция "ИЛИ" над двумя битами даёт в результате единичный бит, если хотя бы один из исходных битов находится с состоянии единицы. Таким образом для любого бита логическое "ИЛИ" с "1" даст в результате "1", независимо от состояния этого бита, а "ИЛИ" с логическим "0" оставит в результате состояние исходного бита без изменения. Это свойство позволяет использовать операцию "ИЛИ" для установки N-ого разряда в регистре. Для этого необходимо вычислить константу с единичным N-ным битом по формуле 2^N, которая называется битовой маской и выполнить логическое "ИЛИ" между ней и регистром, например для установки бита №7 в регистре SREG:
      (SREG | 128) — это выражение считывает регистр SREG и устанавливает в считанном значении седьмой бит, далее достаточно изменённое значение снова поместить в регистр SREG:
SREG = SREG | 128; // Установить бит №7 регистра SREG
Такую работу с регистром принято называть "чтение - модификация - запись", в отличие от простого присваивания она сохраняет состояние остальных битов без именения.
      Приведённый программный код, устанавливая седьмой бит в регистре SREG, выполняет вполне осмысленную работу - разрешает микроконтроллеру обработку программных прерываний. Единственный недостаток такой записи — в константе 128 не легко угадать установленный седьмой бит, поэтому чаще маску для N-ного бита записывают в следующем виде:  (1<<N) - это выражение на языке Си означает, число один, сдвинутое на N разрядов влево, это и есть маска с установленным N-ным битом. Тогда предыдущий код в более читабельном виде:
SREG = SREG | (1<<7)
   или ещё проще с использование краткой формы записи языка Си:
 SREG |= (1<<7);
которая означает - взять содержимое справа от знака равенства, выполнить между ним и регистром слева операцию, стоящую перед знаком равенства и записать результат в регистр или переменную слева.

Сброс битов в регистрах

Ещё одна логическая операция языка Си – побитовое "И", записывается в виде символа "&". Как известно, операция логического "И", применительно к двум битам даёт единицу тогда и только тогда, когда оба исходных бита имеют единичное значение, это позволяет применять её для сброса разрядов в регистрах. При этом используется битовая маска, в которой все разряды единичные, кроме нулевого на позиции сбрасываемого. Её легко получить из маски с установленным N-ным битом, применив к ней операцию побитного инвертирования:  ~(1<<N) в этом выражении символ "~" означает смену логического состояния всех битов маски на противоположные. Так, например, если (1<<3) в двоичном представлении – 00001000b,  то ~(1<<3) уже 11110111b. Сброс седьмого бита в регистре SREG будет выглядеть так:
SREG = SREG & (~ (1<<7));  или кратко: SREG &= ~ (1<<7);
В упомянутом ранее заголовочном файле для конкретного микроконтроллера приведены стандартные имена разрядов регистров специального назначения, например:
#define OCIE0 1
здесь #define – указание компилятору заменять в тексте программы сочетание символов "OCIE0" на число 1, то есть стандартное имя бита OCIE0, который входит в состав регистра TIMSK микроконтроллера Atmega64 на его порядковый номер в этом регистре. Благодаря этому установку бита OCIE0 в регистре TIMSK можно нагляднее записывать так:
TIMSK|=(1<<OCIE0);

Пример управления выводом NSS (CS) для режима мастер SPI шины
SPI1->CR1 |= SPI_CR1_SPE;                             //Enable the SPI1 by setting the SPE bit to 1
HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, SPI1_Tx, SPI1_Rx,6,10);
SPI1->CR1 &= ~SPI_CR1_SPE;                       //Disable the SPI1  by setting the SPE bit to 0


Устанавливать или сбрасывать несколько разрядов регистра одновременно можно, объединяя битовые маски в выражениях оператором логического "ИЛИ":
     PORTA |= (1<<1)|(1<<4); // Установить выводы 1 и 4 порта A в единицу;
     PORTA&=~((1<<2)|(1<<3)); // Выводы 2 и 3 порта A сбросить в ноль

Проверка разрядов регистра на ноль и единицу.

Регистры специального назначения микроконтроллеров содержат в своём составе множество битов-признаков, так называемых "флагов”, уведомляющих программу о текущем состоянии микроконтроллера и его отдельных модулей. Проверка логического уровня флага сводится к подбору выражения, которое становится истинным или ложным в зависимости от того установлен или сброшен данный разряд в регистре. Таким выражением может служить логическое "И” между регистром и маской с установленным разрядом N на позиции проверяемого бита :
(REGISTR & (1<<N))
в этом выражении операция "И” во всех разрядах кроме N-ного даст нулевые значения, а проверяемый разряд оставит без изменения. Таким образом возможное значения выражения будут или 0 или 2^N, например для второго бита регистра SREG:

                                        если bit2=1                         если  bit2=0

SREG                      1  0  1  1  0  1  1  1                1  0  1  1  0  0  0  0

(1<<2)                    0  0  0  0  0  1  0  0                0  0  0  0  0  1  0  0

SREG&(1<<2)           0  0  0  0  0  1  0  0                0  0  0  0  0  0  0  0

Приведённое выражение можно использовать в условном операторе if (выражение) или операторе цикла while (выражение), которые относятся к группе логических, то есть воспринимают в качестве аргументов значения типа истина и ложь. Поскольку язык Си, приводя числовые значения к логическим, любые числа не равные нулю воспринимает как логическую истину, значение (REGISTR & (1<<N)) равное 2^N в случае установленного бита, будет воспринято как "истина".

     Если появляется необходимость при установленном бите N получить для нашего выражения логическое значение «ложь», достаточно дополнить его оператором логической инверсии в виде восклицательного знака - !(REGISTR & (1<<N)). Не следует путать его с похожим оператором побитовой инверсии (~) меняющим состояние битов разряда на противоположное. Логическая инверсия работает не с числовыми значениями, а с логическими, то есть преобразует истинное в ложное и наоборот. Такая конструкция приводится в DataSheet на Atmega как пример для ожидания установки бита UDRE в регистре UCSRA, после которого можно отправлять данные в UART:
while ( !( UCSRA & (1<<UDRE)) ) { } // Ждать установки UDRE
Здесь при сброшенном бите UDRE выражение ( UCSRA & (1<<UDRE)) даст значение ”ложь”, инвертированное  !( UCSRA & (1<<UDRE)) — ”истину”, и пока это так, программа будет выполнять действия внутри фигурных скобок, то есть не делать ничего (стоять на месте). Как только бит UDRE установится в единицу, программа перейдёт к выполнению действий следующих за конструкцией while(), например займётся отправкой данных в UART.

Изменение состояния бита регистра на противоположное.

Эту, с позволения сказать, проблему с успехом решает логическая операция побитного "ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ” и соответствующий ей оператор Си, записываемый в виде символа " ^ ”. Правило "исключающего или" с двумя битами даёт "истину” тогда и только тогда, когда один из битов установлен, а другой сброшен. Не трудно убедиться, что этот оператор, применённый между битовой маской и регистром, скопирует в результат биты стоящие напротив нулевых битов маски без изменения и инвертирует расположенные напротив единичных. Например, если: reg=b0001 0110 и mask=b0000 1111, то reg^mask=b0001 1001. Таким способом можно менять состояние светодиода, подключенного к пятому биту порта A:
#define LED 5 // Заменять в программе сочетание символов LED на число 5 (вывод светодиода).
     …
     PORTA ^=(1<< LED); // Погасить светодиод, если он светится и наоборот.

DWT - Data Watchpoint and Trace unit

  В STM32 регистры, используя которые, можно достаточно просто осуществлять подсчет времени исполнения различных участков кода.
 Один из этих регистров – DWT_CYCCNT, расположенный по адресу 0xE0001004, представляет собой счетчик тактов микроконтроллера. Чтобы запустить его на счет, необходимо установить младший бит (CYCCNTENA) регистра DWT_CONTROL.

#define    DWT_CYCCNT       *(volatile unsigned long *)0xE0001004
#define    DWT_CONTROL   *(volatile unsigned long *)0xE0001000
#define    SCB_DEMCR         *(volatile unsigned long *)0xE000EDFC

  SCB_DEMCR |= 0x01000000;
  DWT_CONTROL|= 1; // enable the counter
  DWT_CYCCNT  = 0;
  for(i=0;i<1000;i++){};
  time=DWT_CYCCNT;


=======================================================

#define    DWT_CYCCNT       *(volatile uint32_t *)0xE0001004
#define    DWT_CONTROL     *(volatile uint32_t *)0xE0001000
#define    SCB_DEMCR         *(volatile uint32_t *)0xE000EDFC

static inline uint32_t DWT_Get(void)
{
    return DWT_CYCCNT;
}
void init_dwt()
{
    SCB_DEMCR  |= 0x01000000;
    DWT_CYCCNT  = 0;
    DWT_CONTROL|= 1;                    // enable the counter
}

int main(void)
{
init_dwt();
DWT_CYCCNT=0;                             // сброс счётчика цилов процессора
DoSome();
uint32_t cycles=DWT_CYCCNT;      // чтение количества циклов
}
===========================================================
организация  задержки

uint32_t DWT_Get(void)
{
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return DWT_CYCCNT;
}
__inline
uint8_t DWT_Compare(int32_t tp)
{
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return (((int32_t)DWT_Get() - tp) < 0);
}

void DWT_Delay(uint32_t us) // microseconds
{
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int32_t tp = DWT_Get() + us * (SystemCoreClock/1000000);
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;while (DWT_Compare(tp));
}
==========================================================
uint32_t DWT_Get(void)
{
    return DWT_CYCCNT;
}
__inline
uint8_t DWT_Compare(int32_t tp)
{
    return (((int32_t)DWT_Get() - tp) < 0);
}

void DWT_Delay(uint32_t us) // microseconds
{
    int32_t tp = DWT_Get() + us * (SystemCoreClock/1000000));
    while (DWT_Compare(tp));

}


If your Cortex M microcontroller  have DWT  (Data Watchpoint and Trace) unit, you can use its register to count the number of cycles in which some code is executed. This could be useful for performance measuring. Simple cycle counter on ARM microcontroller  having DWT unit could be implemented like this:

#include <stdint.h>

volatile uint32_t count = 0;

// addresses of registers
volatile uint32_t *DWT_CONTROL = (uint32_t *)0xE0001000;
volatile uint32_t *DWT_CYCCNT = (uint32_t *)0xE0001004; 
volatile uint32_t *DEMCR = (uint32_t *)0xE000EDFC; 

// enable the use DWT
*DEMCR = *DEMCR | 0x01000000;

// Reset cycle counter
*DWT_CYCCNT = 0; 

// enable cycle counter
*DWT_CONTROL = *DWT_CONTROL | 1 ; 

// some code here
// .....

// number of cycles stored in count variable
count = *DWT_CYCCNT;

The DWT is an optional debug unit that provides watchpoints, data tracing, and system profiling for the processor.A full DWT contains four comparators that you can configure as a 

• hardware watchpoint
• an ETM trigger
• a PC sampler event trigger
• a data address sampler event trigger.

The first comparator, DWT_COMP0, can also compare against the clock cycle counter, CYCCNT. You can also use the second comparator, DWT_COMP1, as a data comparator. A reduced DWT contains one comparator that you can use as a watchpoint or as a trigger. It does not support data matching. The DWT if present contains counters for:

• clock cycles (CYCCNT)
• folded instructions
• Load Store Unit (LSU) operations 
• sleep cycles 
• CPI, that is all instruction cycles except for the first cycle
• interrupt overhead.

Note
An event is generated each time a counter overflows.
You can configure the DWT to generate PC samples at defined intervals, and to generate interrupt event information.
The DWT provides periodic requests for protocol synchronization to the ITM and the TPIU, if the your implementation includes the Cortex-M3 TPIU.

Lists the DWT registers. Depending on the implementation of your processor, some of these registers might not be present. Any register that is configured as not present reads as zero.

a. Possible reset values are:

0x40000000 if four comparators for watchpoints and triggers are present

0x4F000000 if four comparators for watchpoints only are present

0x10000000 if only one comparator is present

0x1F000000 if one comparator for watchpoints and not triggers is present

0x00000000 if DWT is not present.

DWT registers are described in the ARMv7M Architecture Reference Manual. Peripheral Identification. Component Identification registers are described in the ARM CoreSight Components Technical Reference Manual.

Note

• Cycle matching functionality is only available in comparator 0.

• Data matching functionality is only available in comparator 1.

• Data value is only sampled for accesses that do not produce an MPU or bus fault. The PC is sampled irrespective of any faults. The PC is only sampled for the first address of a burst.

• The FUNCTION field in the DWT_FUNCTION1 register is overridden for comparators given by DATAVADDR0 and DATAVADDR1 if DATAVMATCH is also set in DWT_FUNCTION1. The comparators given by DATAVADDR0 and DATAVADDR1 can then only perform address comparator matches for comparator 1 data matches.

• If the data matching functionality is not included during implementation it is not possible to set DATAVADDR0, DATAVADDR1, or DATAVMATCH in DWT_FUNCTION1. This means that the data matching functionality is not available in the implementation. Test the availability of data matching by writing and reading the DATAVMATCH bit in DWT_FUNCTION1. If this bit cannot be set then data matching is unavailable.

• PC match is not recommended for watchpoints because it stops after the instruction. It mainly guards and triggers the ETM.

Keil System Viewer

При использовании Keil 4.74 Win7x64 с 32F103C8 и ST-linkV2 исчезают все пункты подменю периферии в System Viewer. Решение проблемы - нужно выбрать "System-Viewer File (.Sfr)" в опциях проекта, вкладка "Target". Файл для F103 находится тут Keil\ARM\SFD\ST\STM32F1xx\STM32F103xx.SFR. После установки данного файла появляются все системные переменные, доступные для просмотра. Для других серий выбирается соответствующий файл из каталога. Для переносимости проекта можно соответствующий файл перенести в каталог проекта.