STM32分配堆栈空间不足问题原因及解决方法
STM32 分配堆栈空间不足问题原因及解决方法
在开发过程中，我们有时候可能会遇到数据错误的情况，而这个情况发生多数是由于堆栈溢出导致，这里我们将详细讲解复现堆栈溢出会导致的
问题及提供相应的解决方法。
先说结论，以STM32F103RCT6 为例，初始的栈空间是1KB，堆空
间是512Byte。如果动态内存分配需求过多时，需要手动调节堆空间。在启
动文件startup_stm32f103xe.s 的开头就可以设置堆栈空间大小。同样，在STM32CubeMX 中也可对堆栈大小进行修改，在Project -》SetTIngs 选项中可以对Minimum Heap Size 大小进行更改。扩大之后即可解决堆栈空间不足的问题。
遇到的问题
今天在STM32F103RCT6 上，使用malloc（）为链表分配内存空间时，忽然遇到一次分配内存过多而死机的问题。查阅官方文档发现此型号的
单片机FLASH 256KB，RAM 48KB。我链表的结构体定义如下：
typedef struct LNode{
主存空间的分配与回收—首次适应法
主存空间的分配与回收— 首次适应法 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
南通大学操作系统实验课 实验报告 学生姓名 所在院系 专业 学号 指导教师 南通大学 2014年 5 月 16 日主存空间的分配与回收 ——首次适应法 一、实验目的 主存是中央处理机能直接存取指令和数据的存储器，能否合理而有效地使用它，在很大程度上将影响整个计算机系统的性能。 本实验主要熟悉主存的管理方法以及相应的分配与回收算法。所谓分配，就是解决多道程序或多进程如何共享主存空间的问题，以便各个进程能获得所希望的主存空间，正确运行。所谓回收，就是当进程运行完成时，将其所占用的主存空间归还给系统。 二、实验要求 采用空闲区链法管理空闲区，并增加已分配区表。分配算法采用首次适应法。 三、设计思路： （1）采用空闲区链法管理空闲区，并增加已分配区表。分配算法采用首次适应法（内存空闲区的地址按照从小到大的自然顺序排列），实现内存的分配与回收。 （2）设计一个进程申请序列以及进程完成后的释放顺序，实现主存的分配与回收。
（3）进行分配时应该考虑这样3种情况：进程申请的空间小于、等于或大于系统空闲区的大小。回收时应该考虑这样4种情况：释放区上邻、下邻、上下都邻和都不邻接空闲区。 （4）每次的分配与回收都要求把记录内存使用情况的各种数据结构的变化情况以及各进程的申请、释放情况显示出来。 四、主要思想 （1）输入主存空间的最大长度n创建最大长度总和为n的若干空闲区的主存空闲区链； （2）输入待存作业的长度x，从链头开始找第一个合适作业的空闲区：分区长度小于x时，指针后移，继续寻找；分区长度等于x时，分配空间， 修改作业分区；分区长度大于x时，分配空间，修改分区数据。 五、流程图 1.空闲区链的首次适应算法分配流程图 2.空闲区链的首次适应算法回收流程图 六、调试结果 1.内存的分配 2.内存的回收 3.内存清空 七、总结与感悟 说实话我操作系统学得不是很好，一开始看到题目觉得自己要完成这个实验有些难度。好在老师提醒书上有另一道类似题目的程序代码，另外书上也有首次适应法的流程图，可以给我们一些提示。之后我也参考了网上的相关资料，看看别人是如何实现的，他们都是怎么样的思路和方法，与我一开始的想法相比，比我精妙在哪里。最后自己调试时，遇到了许许多多问题和错误，请教了学得比较好的同学、经过不断的修改和完善之后，终于做完实验。 这次的实验使我了解到，平时对知识的积累相当重要，同时也要注重课上老师的讲解，老师在课上的延伸是课本上所没有的，这些知识对于我们对程序的编写有很大的作用，同时，编程也要求我们有足够的耐心，细细推敲。越着急可能就越无法得到我们想要的结果，遇到不会的问题要多多请教，知识是在实践与向别人请教的过程中积累的，所以问是至关重要的，只要肯下功夫很多东西都是可以完成的。操作系统这门课不但重要而且十分有用，我一定要下功夫把这门课学好。
C语言中多维数组的内存分配和释放
写代码的时候会碰到多维数组的内存分配和释放问题，在分配和释放过程中很容易出现错误。下面贴上一些示例代码，以供参考。 如果要给二维数组(m*n)分配空间，代码可以写成下面： char **a, i; // 先分配m个指针单元，注意是指针单元 // 所以每个单元的大小是sizeof(char *) a = (char **)malloc(m * sizeof(char *)); // 再分配n个字符单元， // 上面的m个指针单元指向这n个字符单元首地址 for(i = 0; i < m; i++) a[i] = (char *)malloc(n * sizeof(char)); （注意红色部分） 释放应该是： int i; for(i=0;i a = (char ***)malloc(m * sizeof(char **)); for(i = 0; i < m; ++i) a[i] = (char **)malloc(n * sizeof(char *)); for(i = 0; i < m; ++i) for(j = 0; j < n; ++j) a[i][j] = (char *)malloc(p * sizeof(char)); 释放代码为逆过程，具体代码为： int i,j,; for(i = 0; i < m; ++i) for(j = 0; j < n; ++j) free((void *)a[i][j]); for(i = 0; i < m; ++i) free((void *)a[i]); free((void *)a); 三维以上的多维数组的分配和释放，原理与上面的一样。 （转） C中如何为第二维长度固定的二维数组分配内存 STM32F103xx系列单片机介绍 STM32F103xx增强型系列由意法半导体集团设计，使用高性能的ARMCortex-M332位的RISC 内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。 1、结构与功能 ■内核：ARM32位的Cortex?-M3CPU ?72MHz，1.25DMips/MHz（Dhrystone2.1），0等待周期的存储器 ?支持单周期乘法和硬件除法 ■存储器 ?从32K字节至512K字节的闪存程序存储器（STM32F103xx中的第二个x表示FLASH容量，其中：“4”=16K，“6”=32K，“8”=64K，B=128K，C=256K，D=384K，E=512K） ?从6K字节至64K字节的SRAM ■时钟、复位和电源管理 ?2.0至3.6伏供电和I/O管脚 ?上电/断电复位(POR/PDR)、可编程电压监测器(PVD) ?内嵌4至16MHz高速晶体振荡器 ?内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器 ?内嵌40kHz的RC振荡器 ?PLL供应CPU时钟 ?带校准功能的32kHzRTC振荡器 ■低功耗 ?睡眠、停机和待机模式 ?VBAT为RTC和后备寄存器供电 ■2个12位模数转换器，1us转换时间(16通道) ?转换范围：0至3.6V ?双采样和保持功能 ?温度传感器 ■DMA ?7通道DMA控制器 ?支持的外设：定时器、ADC、SPI、I2C和USART ■多达80个快速I/O口 ?26/37/51/80个多功能双向5V兼容的I/O口 ?所有I/O口可以映像到16个外部中断 如图所示，推挽放大器的输出级有两个“臂”（两组放大元件），一个 输入高电平时，输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。这样一来，输出高低电平时，VT3 一路和 VT5 一路将交替工作，从而减低了功耗，提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路，管子导通电阻都很小，使RC常数很小，转变速度很快。因此，推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。 开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内). 开漏形式的电路有以下几个特点： 1. 利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ，MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。 2. 一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。） 3. OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。 4. 可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。补充：什么是“线与”？： 在一个结点(线)上, 连接一个上拉电阻到电源 VCC 或 VDD 和 n 个 NPN 或 NMOS 晶体管的集电极 C 或漏极 D, 这些晶体管的发射极 E 或源极 S 都接到地线上, 只要有一个晶体管饱和, 这个结点(线)就被拉到地线电平上. 因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和, 所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非 NOR 逻辑. 如果这个结点后面加一个反相器, 就是或 OR 逻辑. 其实可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。 关于推挽输出和开漏输出，最后用一幅最简单的图形来概括： 该图中左边的便是推挽输出模式，其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止，而上面NPN三极管导通，输出电平VS+；当比较器输出低电平时则恰恰相反，PNP三极管导通，输出和地相连，为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式，需要接 程序中用来存放数据的内存分为四块，其实另有一块用于存放代码，这里我们不讨论，这四块分别是： 1、全局区（静态区）（static）：全局变量和静态变量都存储在这块区域，与其他变量的明显区别就是生命周期不同，在程序结束时，系统会释放这块资源 2、文字常量区：常量字符串就是放在这块区域，即是我们常说起的常量池。这块也是在程序结束时由系统释放。 3、栈区（stack）：存放函数的参数值，局部变量的值等。这块的数据大家就很熟悉了，在进入作用域时分配占用内存，离开作用域时释放占用内存 4、堆区（heap）：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由系统回收。由于这个原因，在C和C++中就有能产生大量程序员分配但忘记释放的堆区内存，造成可使用内存越来越少，这个被称之为内存泄露。而在java中，因为有了垃圾收集机制，这样的内存会被自动处理掉，所以在java中，反倒不需要程序员去释放内存了。 那么栈和堆的区别到底在哪里呢？ 1、内存分配方面： 堆：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式是类似于链表。可能用到的关键字如下：new、malloc、delete、free等等。 栈：由编译器(Compiler)自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。 2、申请方式方面： 堆：需要程序员自己申请，并指明大小。在c中malloc函数如p1 = (char *)malloc(10)；在C++，java中用new运算符，但是注意p1、p2本身是在栈中的。因为他们还是可以认为是局部变量。 栈：由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量int b；系统自动在栈中为b 开辟空间。 3、系统响应方面： 堆：操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。 4、大小限制方面： 堆：是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。 栈：在Windows下, 栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是固定的（是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。 5、效率方面： 堆：是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来最方 阅读flash：芯片内部存储器flash操作函数我的理解——对芯片内部flash进行操作的函数，包括读取，状态，擦除，写入等等，可以允许程序去操作flash上的数据。 基础应用1，FLASH时序延迟几个周期，等待总线同步操作。推荐按照单片机系统运行频率，0—24MHz时，取Latency=0；24—48MHz时，取Latency=1；48~72MHz时，取Latency=2。所有程序中必须的 用法：FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2); 位置：RCC初始化子函数里面，时钟起振之后。 基础应用2，开启FLASH预读缓冲功能，加速FLASH的读取。所有程序中必须的 用法：FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); 位置：RCC初始化子函数里面，时钟起振之后。 3、阅读lib：调试所有外设初始化的函数。 我的理解——不理解，也不需要理解。只要知道所有外设在调试的时候，EWRAM需要从这个函数里面获得调试所需信息的地址或者指针之类的信息。 基础应用1，只有一个函数debug。所有程序中必须的。 用法：#ifdef DEBUG debug(); #endif 位置：main函数开头，声明变量之后。 4、阅读nvic：系统中断管理。 我的理解——管理系统内部的中断，负责打开和关闭中断。 基础应用1，中断的初始化函数，包括设置中断向量表位置，和开启所需的中断两部分。所有程序中必须的。 用法：void NVIC_Configuration(void) ｛ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //中断管理恢复默认参数 #ifdef VECT_TAB_RAM //如果C/C++ Compiler\Preprocessor\Defined symbols中的定义了 VECT_TAB_RAM（见程序库更改内容的表格） NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); //则在RAM调试 #else //如果没有定义VECT_TAB_RAM NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);//则在Flash里调试 #endif //结束判断语句 //以下为中断的开启过程，不是所有程序必须的。 //NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC优先级分组，方式。 //注：一共16个优先级，分为抢占式和响应式。两种优先级所占的数量由此代码确定， NVIC_PriorityGroup_x可以是0、1、2、3、4，分别代表抢占优先级有1、2、4、8、16个和响应优先级有16、8、4、2、1个。规定两种优先级的数量后，所有的中断级别必须在其中选择，抢占级别高的会打断其他中断优先执行，而响应级别高的会在其他中断执行完优先执行。 //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = 中断通道名; //开中断，中断名称见函数库 //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级 //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //响应优先级 //NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //启动此通道的中断 //NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 中断初始化 内核态与用户态是操作系统的两种运行级别，intel cpu提供Ring0-Ring3三种级别的运行模式。Ring0级别最高，Ring3最低。 当一个任务(进程)执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态(或简称为内核态)。此时处理器处于特权级最高的(0级) 内核代码中执行。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态(用户态)。即此时处理器在特权级最低的(3级)用户代码中运行。 在内核态下CPU可执行任何指令，在用户态下CPU只能执行非特权指令。当CPU处于内核态，可以随意进入用户态；而当CPU处于用户态时，用户从用户态切换到内核态只有在系统调用和中断两种情况下发生，一般程序一开始都是运行于用户态，当程序需要使用系统资源时，就必须通过调用软中断进入内核态。 现象 1 压力测试过程中，发现被测对象性能不够理想，具体表现为： 进程的系统态CPU消耗20，用户态CPU消耗10，系统idle大约70 2 用ps -o majflt,minflt -C program命令查看，发现majflt每秒增量为0，而minflt每秒增量大于10000。 初步分析 majflt代表major fault，中文名叫大错误，minflt代表minor fault，中文名叫小错误。 这两个数值表示一个进程自启动以来所发生的缺页中断的次数。 当一个进程发生缺页中断的时候，进程会陷入内核态，执行以下操作： 检查要访问的虚拟地址是否合法 查找/分配一个物理页 填充物理页内容（读取磁盘，或者直接置0，或者啥也不干） 建立映射关系（虚拟地址到物理地址） 重新执行发生缺页中断的那条指令 如果第3步，需要读取磁盘，那么这次缺页中断就是majflt，否则就是minflt。 此进程minflt如此之高，一秒10000多次，不得不怀疑它跟进程内核态cpu消耗大有很大关系。 分析代码 查看代码，发现是这么写的：一个请求来，用malloc分配2M内存，请求结束后free这块内存。看日志，发现分配内存语句耗时10us，平均一条请求处理耗时1000us 。原因已找到！ 虽然分配内存语句的耗时在一条处理请求中耗时比重不大，但是这条语句严重影响了性能。要解释清楚原因，需要先了解一下内存分配的原理。 内存分配的原理 从操作系统角度来看，进程分配内存有两种方式，分别由两个系统调用完成：brk和mmap （不考虑共享内存）。brk是将数据段(.data)的最高地址指针_edata往高地址推，mmap是在进程的虚拟地址空间中（一般是堆和栈中间）找一块空闲的。这两种方式分配的都是虚拟内存，没有分配物理内存。在第一次访问已分配的虚拟地址空间的时候，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系。 1.*嵌入式系统：以计算机技术为基础，以应用为中心，软件硬件可剪裁，适合应用系统对功能可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专业计算机系统。 2.*嵌入式系统与传统系统等所区分的三个特征：微处理器通常由32位以上的RISC组成；软件通常是以嵌入式操作系统为核心，外加用户应用程序；具有明显的可嵌入性。 3.*嵌入式系统的应用：智能消费电子中；工业控制中；医疗设备中；信息家电及家庭智能管理系统；网络与通信系统中；环境工程；机器人。 4.*ARM定义的三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用（针对日益增长的运行包括linux、Windows、CE和Android在内的消费电子和无线产品）；“R”系列针对实时系统（针对需要运行实时操作系统来惊醒控制应用的系统，包括汽车电子、网络和影像系统）；“M”系列对胃控制器和点成本应用提供优化（针对开发费用低功耗低，同时针对性能要求不断增加的嵌入式应用而设计，如汽车车身控制系统和各种大型家电）。 5.ARM Cortex处理器系列是基于ARMv7构架的产品，既有ARM Cortex-M系列，也有高性能的A系列。 6.NEON技术是64/128位SIMD指令集，用于新一代媒体和信号处理应用加速。NEON支持8位，16位，32位，64位整数及单精度浮点SIMD操作，以进行音频，视频、图像和游戏的处理。 7.ARM Cortex-M3处理器的特点：性能丰富成本低，低功耗，可配置性能强，丰富的链接。 8.*STM32F10x处理器分为：101,102,103,105,107。 9.*STM32的总线速度：USB接口速度12Mb/s；USART接口速度4.5Mb/s；SPI接口速度可达18Mb/s；IC接口速度400kHz。 10.STM32系列处理器的优点：先进的内部结构；三种功耗控制；最大程度集成整合；出众及创新的外设。 11.STM32F10x按性能分为：基本型STM32F101，USB基本型STM32F102，增强型STM32F103，互联网型STM32F105、STM32F107系列。 12.STM32F103RBT6系列的命名规则：R-引脚数量、B-Flash大小、T-封装、6-工作温度。 13.*STM32F103按照引脚功能分为：电源、复位、时钟控制、启动配置、输入输出口。 14.STM32F103总线系统包括：驱动单元、被动单元、总线矩阵。 15.最小系统是指仅包含必须的元器件、仅可运行最基本软件的基本系统。 16.典型的最小系统包括：微控制器芯片、供电电路、时钟电路、复位电路、启动配置电路和程序下载电路。 第三章 1.STM32标准库命名则：PPP_Init：根据PPP_InitTypeDef中指定的参数初始化外设ppp； PPP_DeInit：将外设PPP寄存器重设为缺省值； PPP_StructInit：将PPP_InitTypeDef结构中的参数设为缺省值； PPP_Cmd：使能或失能PPP外设； PPP_ItConfig：使能或失能PPP外设的中断源； PPP_GetITStatus：判断PPP外设中断发生与否； PPP_ClearITPendingBit：清除PPP外设中断待处理标志位； PPP_DMAConfig：使能或者失能PPP外设的DMA接口； PPP_GetFlagStatus：检查PPP外设的标志位； PPP_ClearFiag：清除PPP外设的标志位。 2.文件结构：每个C程序通常分为两个文件，一个文件用于保存程序的声明，成为头文件，以.h为后缀。另一个用于保存程序的实现，称为源文件，以.c后缀。 3.C语言的关键字有32个，根据作用分为数据类型、控语言、储存类型、其他关键字。 4.指针：是C语言中广泛使用的一种数据类型. 5.指向数组元素的指针 定义一个整形数组和一个指向整型的指针变量： Int a [10]； Int*p=NULL；//定义指针式要初始化 P=a；//数组名a为数组第0个元素的地址 //与p=&a[0]等价 P+i和a+i表示a[i]的地址；*（p+i）和*（a+i）表示P+i和a+i内容。 6.结构体：是由基本数据类型构成的，并并一个标识符来命名的各种变量的组合。 对于STM32学习我的熟悉过程可以分以下阶段： 1、入门程序的熟悉 2、GPIOX的操作，各类寄存器原理的了解 3、逐个寄存器熟悉 4、中断，定时器的基础入门熟悉 5、USART的了解， 6、重复2345的步骤，加深对这些模块寄存器直接的协同了解突破，达到熟练。 在这里，我发下了STM32的USART基本字节发送非常简单，然后用这个来配合中断显示，在程序中插入各类输出显示，可以很清楚的知道程序中的运行状态，先后次序，对于程序调试有很大帮助。 STM32F107开发板入门篇一——第一个程序的理解： 准备开发环境MDK4.0以上，最简单的入门方式就是先调用MDK里面自带的例程程序，然后最好是先看 D:\Keil\ARM\Boards\Keil\MCBSTM32C\Blinky\Blinky.c 这里我就拿例这个例程序分析，虽然每句都分析了，但是刚入手STM32可能还是会有很多疑问，所以暂时不考虑寄存器问题，这里先给出一个程序的概念以及一些基本注意的东西，后面会有寄存器的说明： 阅读下面程序最好用MDK打开上面的程序配合看，效果更直观。 RCC->APB2ENR|=1<<6; //使能PE口时钟（STM32所有的寄存器操作都需要先使能时钟） GPIOE->CRH=0x33333333; //配置PE口的高八位输出方式每位由4位二进制数控制，这里每位都是0011 代表50MHZ的高速输出参考GPIO->CRH SystemInit(); /* Setup and initialize ADC converter */ RCC->APB2ENR |= 1 << 9; /* Enable ADC1 clock ADC1使能时钟*/ GPIOC->CRL &= 0xFFF0FFFF; /* Configure PC4 as ADC.14 input ADC1在此芯片用PC4来作为模拟输入设置为输入（IO口使用前都必须对其功能设置）*/ ADC1->SQR1 = 0x00000000; /* Regular channel 1 conversion 主要是第1,2位设置为0表示单通道采集其他位置0不是用其他功能*/ ADC1->SQR2 = 0x00000000; /* Clear register 清领SQR2寄存器不适用其他功能*/ ADC1->SQR3 = 14 << 0; /* SQ1 = channel 14 选用通道14，就是PC4 */ ADC1->SMPR1 = 5 << 12; /* Channel 14 sample time is 55.5 cyc 通道14的采样周期选择101 即55.5周期*/ ADC1->SMPR2 = 0x00000000; /* Clear register 清0采样寄存器二*/ ADC1->CR1 = 1 << 8; /* Scan mode on 开启扫描模式*/ ADC1->CR2 = (1 << 20) | /* Enable external trigger */ 【转】LocalAlloc,VirtualAlloc,malloc,new的异同首先明白几个概念：虚拟内存是从硬盘置换出来的，堆本身就是内存，程序运行时，可用内存=物理内存+虚拟内存。虚拟内存一般用文件来保存数据，虚拟内存的出现主要是因为以前内存不够(16M的内存刚出来的时候可是天价啊)，磁盘相对便宜一些，所以聪明的系统设计者就把设计了虚拟内存，在程序运行的时候把那些很久没有被访问过的(可能以后也不会用到）内存映射到文件里面去（以后需要的时候再读进内存），把内存腾出来给真正需要执行的代码和数据，这样看起来可用内存就比物理内存多了。 HeapAlloc（）是堆分配内存函数，查看c,c++的malloc,new函数的代码，可以看到就是对HeapAlloc（）函数的封装，在堆上可以动态分配内存。 1. 首先我们来看HeapAlloc： MSDN上的解释为：HeapALloc是从堆上分配一块内存，且分配的内存是不可移动的（即如果没有连续的空间能满足分配的大小，程序不能将其他零散的空间利用起来，从而导致分配失败），该分配方法是从一指定地址开始分配，而不像GloabalAlloc是从全局堆上分配，这个有可能是全局，也有可能是局部。函数原型为： LPVOID HeapAlloc( HANDLE hHeap, DWORD dwFlags, SIZE_T dwBytes ); hHeap是进程堆内存开始位置。 dwFlags是分配堆内存的标志。包括HEAP_ZERO_MEMORY，即使分配的空间清零。 dwBytes是分配堆内存的大小。 其对应的释放空间函数为HeapFree。 2. 再看GlobalAlloc：该函数用于从全局堆中分配出内存供程序使用，函数原型为： HGLOBAL GlobalAlloc( UINT uFlags, SIZE_T dwBytes ); uFlags参数含义 GHND GMEM_MOVEABLE和GMEM_ZEROINIT的组合 GMEM_FIXED 分配固定内存，返回值是一个指针 GMEM_MOVEABLE 分配活动内存，在Win32中,内存块不能在物理内存中移动，但能在默认的堆中移动。返回值是内存对象的句柄，用函数GlobalLock可将句柄转化为指针 GMEM_ZEROINIT 将内存内容初始化为零 GPTR GMEM_FIXED和GMEM_ZEROINIT的组合 实习四 主存储器空间的分配和回收 一、实习内容 主存储器空间的分配和回收。 二、实习目的 一个好的计算机系统不仅要有一个足够容量的、存取速度高的、稳定可靠的主存储器，而且要能合理地分配和使用这些存储空间。当用户提出申请存储器空间时，存储管理必须根据申请者的要求，按一定的策略分析主存空间的使用情况，找出足够的空闲区域分配给申请者。当作业撤离或主动归还主存资源时，则存储管理要收回作业占用的主存空间或归还部分主存空间。主存的分配和回收的实现虽与主存储器的管理方式有关的，通过本实习帮助学生理解在不同的存储管理方式下应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实习题目 本实习模拟在两种存储管理方式下的主存分配和回收。 第一题：在可变分区管理方式下采用最先适应算法实现主存分配和实现主存回收。 [提示]： 可变分区方式是按作业需要的主存空间大小来分割分区的。当要装入一个作业时，根据作业需要的主存量查看是否有足够的空闲空间，若有，则按需要量分割一个分区分配给该作业；若无，则作业不能装入。随着作业的装入、撤离，主存空间被分成许多个分区，有的分区被作业占用，而有的分区是空闲的。例如： 为了 说明哪些区是空闲的，可以用来装入新作业，必须要有一张空闲区说明表，格式如下： 第一栏 第二栏 其中，起址——指出一个空闲区的主存起始地址。 长度——指出从起始地址开始的一个连续空闲的长度。 状态——有两种状态，一种是“未分配”状态，指出对应的由起址指出的某个长度的区域是空闲区；另一种是“空表目”状态，表示表中对应的登记项目是空白（无效），可用 来登记新的空闲区（例如，作业撤离后，它所占的区域就成了空闲区，应找一个“空表目”栏登记归还区的起址和长度且修改状态）。由于分区的个数不定，所以空闲区说明表中应有适量的状态为“空表目”的登记栏目，否则造成表格“溢出”无法登记。 上述的这张说明表的登记情况是按提示（1）中的例所装入的三个作业占用的主存区域后填写的。 (2) 当有一个新作业要求装入主存时，必须查空闲区说明表，从中找出一个足够大的空闲区。有时找到的空闲区可能大于作业需要量，这时应把原来的空闲区变成两部分：一部分分给作业占用；另一部分又成为一个较小的空闲区。为了尽量减少由于分割造成的空闲区，而尽量保存高地址部分有较大的连续空闲区域，以利于大型作业的装入。为此，在空闲区说明表中，把每个空闲区按其地址顺序登记，即每个后继的空闲区其起始地址总是比前者大。为了方便查找还可使表格“紧缩”，总是让“空表目”栏集中在表格的后部。 (3) 采用最先适应算法（顺序分配算法）分配主存空间。 按照作业的需要量，查空闲区说明表，顺序查看登记栏，找到第一个能满足要求的空闲区。当空闲区大于需要量时，一部分用来装入作业，另一部分仍为空闲区登记在空闲区说明表中。 由于本实习是模拟主存的分配，所以把主存区分配给作业后并不实际启动装入程序装入作业，而用输出“分配情况”来代替。最先适应分配算法如图4-1。 (4) 当一个作业执行结束撤离时，作业所占的区域应该归还，归还的区域如果与其它空闲区相邻，则应合成一个较大的空闲区，登记在空闲区说明表中。例如，在提示（1）中列举的情况下，如果作业2撤离，归还所占主存区域时，应与上、下相邻的空闲区一起合成一个大的空闲区登记在空闲区说明表中。归还主存时的回收算法如图4-2。 (5) 请按最先适应算法设计主存分配和回收的程序。然后按（1）中假设主存中已装入三个作业，且形成两个空闲区，确定空闲区说明表的初值。现有一个需要主存量为6K的作业4申请装入主存；然后作业3撤离；再作业2撤离。请你为它们进行主存分配和回收，把空闲区说明表的初值以及每次分配或回收后的变化显示出来或打印出来。 第二题：在分页式管理方式下采用位示图来表示主存分配情况，实现主存空间的分配和回收。 [提示]： (1) 分页式存储器把主存分成大小相等的若干块，作业的信息也按块的大小分页，作业装入主存时可把作业的信息按页分散存放在主存的空闲块中，为了说明主存中哪些块已经被占用，哪些块是尚未分配的空闲块，可用一张位示图来指出。位示图可由若干存储单元来构成，其中每一位与一个物理块对应，用0/1表示对应块为空闲/已占用。 (2) 假设某系统的主存被分成大小相等的64块，则位示图可用8个字节来构成，另用一单元记录当前空闲块数。如果已有第0，1，4，5，6，9，11，13，24，31，共10个主存 单片机存储器处理器成本STM32 背景如果你正为项目的处理器而进行艰难的选择：一方面抱怨16位单片机有限的指令和性能，另一方面又抱怨32位处理器的高成本和高功耗，那么，基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器也许能帮你解决这个问题。使你不必在性能、成本、功耗等因素之间做出取舍和折衷。 即使你还没有看完STM32的产品手册，但对于这样一款融合ARM和ST技术的“新生儿”相信你和我一样不会担心这款针对16位MCU应用领域的32位处理器的性能，但是从工程的角度来讲，除了芯片本身的性能和成本之外，你或许还会考虑到开发工具的成本和广泛度；存储器的种类、规模、性能和容量；以及各软件获得的难易，我相信你看完本专题会得到一个满意的答案。 对于在16位MCU领域用惯专用在线仿真器（ICE）的工程师可能会担心开发工具是否能够很快的上手？开发复杂度和整体成本会不会增加？产品上市时间会不会延长？没错，对于32位嵌入式处理器来说，随着时钟频率越来越高，加上复杂的封装形式，ICE已越来越难胜任开发工具的工作，所以在32位嵌入式系统开发中多是采用JTAG仿真器而不是你熟悉的ICE。但是STM32采用串行单线调试和JTAG，通过JTAG调试器你可以直接从CPU获取调试信息，从而将使你的产品设计大大简化，而且开发工具的整体价格要低于ICE，何乐而不为？ 有意思的是STM32系列芯片上印有一个蝴蝶图像，据ST微控制器产品部Daniel COLONNA 先生说，这是代表自由度，意在给工程师一个充分的创意空间。我则“曲解”为预示着一种蝴蝶效应，这种蝴蝶效应不仅会对方案提供商以及终端产品供应商带来举足轻重的影响，而且会引起竞争对手策略的改变……翅膀已煽动，让我们一起静观其变！ STM32市面上流通的型号截至2010年7月1日，市面流通的型号有：基本型：STM32F101R6 STM32F101C8 STM32F101R8 STM32F101V8 STM32F101RB STM32F101VB 增强型：STM32F103C8 STM32F103R8 STM32F103V8 STM32F103RBSTM32F103VB STM32F103VE STM32F103ZE STM32系列的作用简介ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核 1.25DMips/MHz,而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz 一流的外设 1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻转速度低功耗 在72MHz时消耗36mA(所有外设处于工作状态)，待机时下降到2μA 最大的集成度 复位电路、低电压检测、调压器、精确的RC振荡器等 简单的结构和易用的工具 STM32F10x重要参数2V-3.6V供电 容忍5V的I/O管脚 优异的安全时钟模式 带唤醒功能的低功耗模式 内部RC振荡器 内嵌复位电路 工作温度范围： -40°C至+85°C或105°C STM32F101性能特点36MHz CPU 多达16K字节SRAM 1x12位ADC温度传感器 STM32F103性能特点72MHz CPU多达20K字节SRAM 2x12位ADC 温度传感 PWM定时器 CAN USB STM32互联型系列简介：全新STM32互连型（Connectivity）系列微控制器增加一个全 一份不错的STM32学习计划 基于ARM公司Cortex-M3内核的STM32系列芯片具有高效的内核，丰富的外设，优异的实时性能，杰出的功耗控制，且具有有竞争力的价格，应用前景看好。作为对STM32了解不多的电子工作者，有必要了解STM32的特性，学习其使用方法，为将来工程应用打下基础。 为了能快速的上手STM32，特制定了基于“EK-STM32F仿真学习套件”的新手上路计划。该套件基于STM32F103VB芯片，片内资源丰富，并外扩了丰富的硬件接口，是很好的学习入门工具。此学习计划重点学习STM32的软件编程方法，通过学习和编写一些实验程序，可初步了解STM32各功能模块的使用方法，为更深一步的工程应用打下基础。 利用EK-STM32仿真学习板完成以下实验: 1. 利用4个LED实现流水灯.学习GPIO的输出控制功能. 2. 利用按键KEY3和KEY4分别控制LED1,2和LED3,4的亮灭,采用扫描方法.学习GPIO的输入功能. 3. 利用按键KEY3和KEY4分别控制LED1,2和LED3,4的亮灭,采用中断方法.学习外部中断功能. 4. 利用LCD数码显示屏显示从1自加到9999,步进值根据数字位数不同分别为1,10,100,1000.练习GPIO控制功能,熟悉LCD的编程方法. 5. 利用五维摇杆控制LCD显示数字1-5.练习GPIO的输入/输出控制功能. 6. 利用五维摇杆和LCD屏实现秒表功能.学习定时器的使用. 7. 利用PWM控制LED的亮度变化.学习定时器的PWM功能. 8. 上位机通过UART1控制LCD屏显示数字.学习UART的数据接收功能. 9. 上位机通过UART1和学习板实现简单的问答功能.学习UART的数据发送功能. 10. 利用电位器控制LCD屏显示不同电压.学习ADC功能使用. 11. 采用I2C的24C02读写实验.学习I2C功能. 12. SD卡读写实验.学习SPI功能. 13. USB简单通讯实验.学习USB功能. 因为此学习方案定位于新手入门，所以难度不算太大。但是USB由于以前没有接触过，所以需要多下功夫学习。ST官方有提供USB的固件，同时有很多资料可以参考，也可以向EDN上的高手请教，顺利完成USB通讯实验应该没有太大问题。还有一个问题是SD卡读写实验，因为对SD卡了解较少，需要进一步查阅资料学习。 通过完成上述实验项目，可以学习STM32的GPIO、定时器、UART、SPI、I2C、ADC、 SDRAM_BANK2地址分配： /********************************固定部分*************************************/ 屏幕层1(1280*800) 0xD0000000 - - 0xD01F4000 一层屏幕占0x1F4000 屏幕层2(1280*800) 0xD01F4000 - - 0xD03E8000 一层屏幕占0x1F4000 108音符+刷新(36*36) 0xD0400000 - - 0xD0445154 一个音符占0xA24 10根手指+按下(110*100) 0xD0445154 - - 0xD04B0864 一根手指占0x55F4 除拇指外四指覆盖层(50*50) 0xD04B0864 - - 0xD04B5694 一个覆盖层占0x138C 手腕连同背景(300*200) 0xD04B5694 - - 0xD04F001C 一个背景占0x3A988 按键图标背景(1280*60) 0xD04F001C - - 0xD0515820 一个背景占0x25804 AB点循环+取消循环图标(96*41) 0xD0515820 - - 0xD05195A8 一个图标占0x1EC4 AB断点图标(41*30) 0xD05195A8 - - 0xD051A8E8 一个图标占0x09A0 其他按键图标(48*41) 0xD051A8E8 - - 0xD052DCB8 一个图标占0xF64 沙漏(150*120) 0xD052DCB8 - - 0xD053695C 一个沙漏占0x8CA4 卷轴(480*30) 0xD053695C - - 0xD053D9E0 一个卷轴占0x7084 倒计时(30*30) 0xD053D9E0 - - 0xD0542E70 一个倒计时图标占0x70C xpt一行变两行xpesqe (5000) 0xD0542E70 - - 0xD05789D0 一个结构体占0x2C xpt排序xptall (5000) 0xD05789D0 - - 0xD05E4090 一个结构体占0x58 /********************************变动部分*************************************/ 初始化选歌曲目(96*64) 0xD05F0000 - - 0xD06740B0 一首选歌曲目占0x3004 初始化界面图标(1280*60) 0xD06740B0 - - 0xD06998B4 一个图标占0x25804 乐谱上、下部分(640*219) 0xD06998B4 - - 0xD0E15D24 一个结构体占0x44704 乐谱中间部分(640*42) 0xD0E15D24 - - 0xD0ECD95C 一个结构体占0xD024 歌曲名(1280*60) 0xD0ECD95C - - 0xD0EF3160 一个歌曲名占0x25804 动态内存申请与释放 （1）malloc方式 申请一维内存时，格式为： 类型表示符*变量名； 变量名= （类型标识符*）malloc(sizeof(类型标识符)*数组大小)； 在使用完该方式申请的内存后，必须用free()函数及时释放，格式为：free(变量名) 变量名= NULL； 当申请二维内存时，格式为： 类型标识符**变量名； 变量名= （类型标识符**）malloc（sizeof（类型标识符*）*数组行大小）； for(int i=0;i<数组行大小；i++) 变量名[i] = (类型标识符*)malloc(sizeof(类型标识符)*数组列大小)；释放格式： free（变量名）； 变量名= NULL； （2）new方式 当申请一维内存时，格式为： 类型标识符*变量名； 变量名= new 类型标识符[数组大小]； 使用该方式申请的内存后，必须用delete()函数及时释放格式： delete[] 变量名； 变量名= NULL； 当申请二维内存时，格式为： 类型标识符**变量名； 变量名= new 类型标识符*[数组行大小]； for(int i=0;i<数组行大小；i++) 变量名[i] = new 类型标识符[数组列大小]; 释放格式： delete[] 变量名； 变量名= NULL； 例子： 申请二维内存 代码： 1 #include 8 int col = 2; 9 cout<<"please input row:"<(完整版)STM32F103xx系列单片机介绍
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