嵌入式编程学习日记（一）——C语言篇（文件分析库函数版）

一、core文件夹

存储上电后第一个执行的文件，负责初始化堆栈、中断向量表、跳转到main()。标准库工程里这个文件是固定的，别动它。

二、FWLIB文件夹

存储 STM32 官方提供的标准外设库（固件库），里面包含所有外设的驱动文件（如stm32f4xx_gpio.c、stm32f4xx_usart.c、stm32f4xx_tim.c等）。这些是官方提供的底层库文件，修改会导致各种不可预期的错误，也会影响后续库的升级。

三、CMSIS文件夹

存储ARM Cortex-M 内核的标准支持包，包含内核寄存器定义、NVIC 配置、编译器相关的头文件。是工程的基础依赖文件，不需要修改。

四、README文件夹

存储工程模板的说明文档，告诉你模板的使用方法、注意事项。不用改，只是参考说明。

五、SYSTEM文件夹

一、文件夹介绍

二、可以变动的部分

1、delay.c

delay中的代码绝大多数不能修改，但是有少部分的代码可以修改。接下来一一列举并解析其作用：

1.delay_init 传入的时钟参数（最常改）

delay_init(168); // 168 = 系统时钟 168MHz

• 作用：告诉延时函数你的单片机主频是多少
• 改了会怎样：
  • 改成 84 → 延时时间会变长一倍
  • 改成 100 → 延时不准
• 什么时候改：你换了主频、换了芯片、超频时才改
• 正常情况保持芯片的主频（STM32F4 默认168）

2.SysTick 时钟源（不建议改，但能改）

• SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);

• 作用：设置 systick 时钟 = 主频 / 8
• 能改成

  SysTick_CLKSource_HCLK // 不分频，直接用主频

• 改了作用：延时精度更高，但计时范围变小。以STM32F4为例，本来计数器可以计数次的时长，现在仅能计数次的时长，即次数未变，但是前面时间更长。

3.uCOS 延时节拍（用操作系统才改）

#define OS_TICKS_PER_SEC 1000 // 1ms 一个节拍

在includes.h或os_cfg.h

• 作用：设置 uCOS 系统时钟节拍
• 改了作用：
  • 改 100 → 10ms 一个节拍
  • 改 500 → 2ms 一个节拍
• 不用 uCOS 完全不用管

4.delay_ms 最大单次延时（可改）

u8 repeat=nms/540;

这里 540 代表单次最大延时 540ms

• 作用：防止溢出
• 能改：比如改成 500、400 都可以
• 改了作用：只是分段方式变了，不影响延时精度

5.fac_us、fac_ms（底层参数，懂了才能改）

fac_us=SYSCLK/8; fac_ms=(u16)fac_us*1000;

• 作用：计算 1us / 1ms 需要多少个时钟周期
• 改了会直接导致延时不准
• 新手绝对不要改

• 公式：SysTick时钟频率 = 系统主频 / 8

  以STM32F4为例，168M / 8 =21MHz

  代表：SysTick 一秒跳动 21000000 次

  1微秒跳动次数 = 21000000 / 1000000 =21次

• 仅针对无UCOS场景，你的源码公式：

  fac_ms=(u16)fac_us*1000;

  含义：1ms = 1000us，1毫秒需要的节拍数 = 微秒节拍 × 1000

  以STM32F4为例，带入数值：21 × 1000 =21000

2、usart.c

1. printf 功能总开关（低频可改）

#if 1

• 作用：开启或关闭串口printf重定向功能，决定工程能否使用printf打印调试信息。
• 改了会怎样：

改成 #if 0 → 关闭printf功能，节省闪存空间，无法串口打印调试

保持 #if 1 → 开启printf，支持串口打印调试，最常用

• 什么时候改：项目最终成品、不需要调试打印时关闭；开发调试阶段保持开启
• 正常情况：默认1，开启printf调试功能

2. 串口初始化波特率（最常改）

uart_init(u32 bound)

• 作用：设置串口通信波特率，决定串口数据传输速率，是串口通信匹配上位机的核心参数。
• 改了会怎样：

改成9600/38400：通信速度慢，抗干扰更强，适合远距离通信

改成115200：通信速度快，调试最常用，近距离标准波特率

和串口助手波特率不匹配：全部数据乱码、收发失败

• 什么时候改：上位机波特率变更、适配传感器串口波特率、通信距离变化时修改
• 正常情况：默认115200，通用调试波特率

3. 串口停止位配置（低频可改）

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

• 作用：设置一帧数据的停止位位数，用于数据帧同步，提升通信稳定性。
• 能改成：

USART_StopBits_2 // 2位停止位

• 改了会怎样：

1位停止位（默认）：传输速度快，近距离稳定，适合板载调试

2位停止位：数据帧同步更稳定，抗干扰强，降低丢包概率，传输速度略低

• 什么时候改：串口长线通信、工业干扰环境、外设要求2位停止位时修改
• 正常情况：默认1位停止位

4. 串口校验位配置（低频可改）

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

• 作用：开启/关闭数据校验，检测串口传输数据是否出错，保障通信可靠性。
• 能改成：

USART_Parity_Even /*偶校验*/ USART_Parity_Odd //奇校验

• 改了会怎样：

无校验（默认）：传输效率最高，速度最快，普通调试足够使用

增加奇偶校验：可以校验传输错误，数据更安全，但收发双方必须一致，否则全部报错

• 什么时候改：精密数据采集、传感器通信、工业串口设备通信时修改
• 正常情况：默认无校验

5. 串口中断优先级（中频修改）

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;

• 作用：设置串口中断的抢占优先级、子优先级，用于多中断共存时，决定中断执行顺序。
• 改了会怎样：

数值改小（0/1）：优先级变高，优先响应串口中断，不易丢数据

数值改大：优先级变低，容易被定时器、外部中断抢占，导致串口丢包

• 什么时候改：工程存在多个中断、出现串口数据丢失、中断抢占冲突时修改
• 正常情况：默认3，普通调试无冲突

6. 串口接收缓冲区大小（中频修改）

#define USART_REC_LEN 200

• 作用：定义串口单次接收数据最大字节数，限制接收缓存数组大小。
• 改了会怎样：

调大数值：可以接收更长的报文、大数据帧，占用更多内存

调小数值：节省单片机内存，无法接收长数据报文，过长数据会丢失截断

• 什么时候改：接收传感器长数据、上位机长指令时调大；简单指令调试可以调小
• 正常情况：默认200，满足绝大多数调试场景

7. 串口接收中断总开关（中频修改）

#define EN_USART1_RX 1

• 作用：开启或关闭串口接收中断功能，控制单片机是否可以接收上位机数据。
• 改了会怎样：

为1：开启接收中断，既能发数据也能收数据，双向通信

为0：关闭接收中断，仅能printf发送，无法接收上位机指令

• 什么时候改：只需要打印调试、不需要接收指令时关闭；需要串口交互、设备控制时开启
• 正常情况：默认开启

三、调用方法

一、delay.c 在 main 中的调用方法

1. 初始化（必须放在最前面）

delay_init(168);

作用：初始化延时模块，告诉系统主频是 168M。

2. 毫秒延时

delay_ms(500);

作用：延时 500ms，可填 1~65535。

3. 微秒延时

delay_us(10);

作用：延时 10us，用于精密时序、驱动模拟。

二、sys.c 在 main 中的调用方法

1. 关闭全部中断

INTX_DISABLE();

2. 开启全部中断

INTX_ENABLE();

3. 进入休眠模式

WFI_SET();

三、usart.c 在 main 中的调用方法

1. 串口初始化

uart_init(115200);

作用：打开串口 1，波特率 115200。

2. 串口打印数据（直接用）

printf("Hello World!\r\n");

printf("温度 = %d\r\n", temp);

3. 判断串口接收完成

if(USART_RX_STA & 0x8000) { // 收到一帧数据 printf("收到数据：%s\r\n", USART_RX_BUF); USART_RX_STA = 0; }

六、USER文件夹（用户主战场）

一、文件夹介绍

二、可以修改的部分

1、system_stm32f4xx.c

1. 外部晶振频率 HSE_VALUE（最常改！）

位置：stm32f4xx.h中（本文件依赖它）本文件关联：SetSysClock()计算时钟

作用：告诉单片机你的外部晶振是多少 MHz（常见 8M / 25M）。

改了会怎样：

• 你的板子是8M 晶振→ 必须改成8000000
• 你的板子是25M 晶振→ 必须改成25000000
• 写错 →系统时钟跑飞、主频错误、串口乱码、延时不准

什么时候改：换不同硬件板子必须改

正常情况：根据你开发板晶振填写（正点原子 F407 通常是8MHz）

2. PLL_M 分频系数（高频修改）

#define PLL_M 8

作用：对外部晶振分频，给 PLL 提供稳定输入时钟。

改了会怎样：

• 晶振 8MHz →PLL_M = 8
• 晶振 25MHz →PLL_M = 25
• 填错 →主频直接错误，系统不工作

什么时候改：必须和外部晶振匹配

3. PLL_N 倍频系数（中频修改）

#define PLL_N 336

作用：PLL 核心倍频，决定系统能跑到多高频率。

改了会怎样：

• F407 标准主频：336 → 168MHz
• 改小 → 降频、降低性能、省电
• 改大 → 超频、不稳定、容易死机

什么时候改：降频省电、超频测试时修改。

正常情况：保持336（168M 最稳定）

4. PLL_P 分频系数（低频修改）

#define PLL_P 2

作用：最终分频，决定系统主频 SYSCLK。

改了会怎样：

• PLL_P=2 → 168MHz
• PLL_P=4 → 84MHz

什么时候改：需要降频到 84MHz 时改。

正常情况：保持2。

5. PLL_Q 分频系数（USB 专用）

#define PLL_Q 7

作用：生成 USB / SDIO / RNG 时钟（必须 = 48MHz）。

改了会怎样：

• 改对 → USB 正常
• 改错 → USB 不能用

什么时候改：使用 USB 功能时必须校准。

正常情况：保持7。

6. AHB 预分频器（几乎不改）

RCC_CFGR_HPRE_DIV1

作用：HCLK 系统时钟分频。

改了会怎样：

• DIV1 → 168M
• DIV2 → 84M降低系统性能，减少功耗。

什么时候改：低功耗项目。

正常情况：DIV1。

7. APB1 / APB2 预分频器（不改）

RCC_CFGR_PPRE1_DIV4 RCC_CFGR_PPRE2_DIV2

作用：外设时钟分频（APB1 最大 42M，APB2 最大 84M）。

改了会怎样：

• 改错 → 定时器、串口时钟错误
• 外设驱动全部异常

什么时候改：几乎不改。

正常情况：保持默认。

8. 中断向量表偏移 VECT_TAB_OFFSET（Bootloader 专用）

#define VECT_TAB_OFFSET 0x00

作用：设置中断向量表存放位置。

改了会怎样：

• 0x00 → 正常程序
• 非 0 → IAP 升级、Bootloader 跳转

什么时候改：做 Bootloader、双程序区时。

正常情况：保持0x00。

9. 向量表位置 VECT_TAB_SRAM（极少改）

/* #define VECT_TAB_SRAM */

作用：把中断向量表放到 RAM 里。

改了会怎样：

• 打开 → 中断放 RAM
• 关闭 → 中断放 Flash（默认）

什么时候改：高级动态更新中断时。

正常情况：关闭。

10. 外部 SRAM / SDRAM 宏（极少改）

/* #define DATA_IN_ExtSRAM */ /* #define DATA_IN_ExtSDRAM */

作用：使用外部内存时开启。

改了会怎样：

• 开启 → 初始化 FMC 接口
• 关闭 → 不使用外部 RAM

什么时候改：板子带外部 RAM 时。

正常情况：关闭。

11. SystemCoreClock 系统主频（自动计算，一般不改）

uint32_t SystemCoreClock = 168000000;

作用：保存当前系统主频 HCLK。

改了会怎样：

• 错误填写 → SysTick、延时、RTOS 时钟全部错误

什么时候改：不要手动改，由SystemCoreClockUpdate()自动更新。

2、stm32f4xx_it.c

1. SysTick_Handler 系统滴答中断（最常改）

void SysTick_Handler(void) { }

作用：系统定时中断，1ms 进入一次，用于延时、系统时钟、操作系统心跳。

改了会怎样：

• 里面写定时逻辑 → 每隔 1ms 自动执行
• 不写 → 不使用系统滴答定时
• 如果用 UCOS/FreeRTOS → 必须在这里写系统调度

什么时候改：需要定时任务、延时、系统心跳时加代码。

正常情况：可空，可加定时计数。

2. HardFault_Handler 硬件错误中断（高频调试修改）

void HardFault_Handler(void) { while(1); }

作用：程序崩溃、数组越界、指针错误、地址非法访问时进入。

改了会怎样：

• 默认死循环 → 程序死机重启
• 加打印 / 重启代码 → 死机后自动重启或上报错误
• 加调试代码 → 快速定位死机位置

什么时候改：调试程序崩溃、死机、重启问题时。

3. USART1_IRQHandler 串口 1 中断（必须在这里声明）

注意：你在 usart.c 里已经写了，这里不能重复！

作用：如果 usart.c 没有写中断服务函数，就必须在这里写。

改了会怎样：

• 不写 → 串口接收中断失效
• 重复写 → 编译报错

什么时候改：不用改，保持注释即可。

4. NMI_Handler 非屏蔽中断（几乎不改）

作用：极端紧急硬件中断（时钟故障）。

改了会怎样：一般不改，改了也用不上。

5. MemManage_Handler 内存管理异常（不改）

作用：内存访问违规进入。

改了会怎样：默认死循环，调试时可加重启。

6. BusFault_Handler 总线异常（不改）

作用：硬件总线错误。

7. UsageFault_Handler 使用异常（不改）

作用：执行非法指令。

8. SVC_Handler / PendSV_Handler（操作系统专用）

作用：UCOS/FreeRTOS 系统调度专用。

改了会怎样：

• 裸机：保持空即可
• 操作系统：必须写调度代码

9. DebugMon_Handler 调试中断（不改）

作用：调试器断点使用。

10. PPP_IRQHandler 外设中断模板（可添加）

/*void PPP_IRQHandler(void) { }*/

作用：添加定时器、SPI、I2C、ADC 等中断函数。

改了会怎样：

• 去掉注释 + 写代码 → 对应外设中断生效

什么时候改：使用新外设中断时添加。

三、调用方法

system_stm32f4xx.c

可调用 / 可使用的只有 2 个

1. SystemInit()

调用方式：不需要在 main 里写！作用：开机自动配置系统时钟（168MHz）。注意：启动文件自动调用，用户永远不用手动调用。

2. SystemCoreClock

调用方式：直接当变量用

SystemCoreClock

作用：存放当前系统主频（例如 168000000）。用途：计算时钟、串口、定时器时使用。可在 main 里直接读。

3. SystemCoreClockUpdate()

调用方式：

SystemCoreClockUpdate();

作用：时钟改变后，更新 SystemCoreClock 的值。正常情况几乎不用。