Контрольная 1 по МПС

00Что известно о КР

По фото из чата (8 штук) и прошлогодней КР (7 фото, в папке Контрольная/) картина такая:

• Формат: тест в LMS, судя по таймеру, около полутора часов. В шапке теста даны ссылки на RM0008 и PM0056, значит, документацию можно открыть прямо на КР. Поэтому полезно знать, на какой странице что лежит (глава 06).
• Теоретический вопрос пишется текстом, 10 баллов. В сливе попался «Сегментное логическое адресное пространство», это экзаменационные вопросы 6–7. Готовый образец ответа в главе 05.
• Задача бывает двух видов. Вариант А: дан код, разобрать (режимы линий, приоритеты, порядок цветов, значение переменной). Это тот же самый код, что и в прошлом году, у прошлогодников даже сохранился разбор преподавателя. Вариант Б: написать три функции (RCC, GPIO, EXTI+NVIC) под условие.

Оцифровано с фото (Контрольная/5188174246092865676.jpg). Линии перерисованы по сетке 0,5 с, точность около ±0,05 с.Показать оригинал

Строки как в Logic Analyzer Keil: 0x1F — входы PA0–PA4 одной шиной, >5, >6, >7 — PA5 (B), PA6 (G), PA7 (R), val — переменная. Max Time 10.13914 s, Grid 0.5 s, курсор на 6.515599 s. Узкие провалы — глитчи. Полоса с именами обработчиков внизу — моя разметка, на фото её нет.

Порядок срабатывания прерываний - 4 2 3 4 1

01Прерывания STM32: от ножки до обработчика

В списке «повторить» это первый пункт, и обе задачи КР построены на нём. Прерывание от кнопки проходит через два разных блока. EXTI — контроллер внешних прерываний, часть микроконтроллера ST, описан в RM0008, глава 10. NVIC — контроллер прерываний внутри ядра Cortex-M3, описан в PM0056, глава 4. EXTI превращает фронт на ножке в запрос, NVIC решает, когда этот запрос обслужить. Ниже весь путь по шагам, на примере кнопки на PA3.

Подробно, с калькулятором и стендом, тот же путь разобран в конспекте ЛР2: ЛР2 EXTI ЛР2 NVIC ЛР2 нумерация ЛР2 вход ЛР2 возврат

1. EXTIНожка → линия EXTI. AFIO_EXTICRc

   Линий EXTI 16 (0–15), линия n слушает ножку с номером n одного порта: PA3, PB3, PC3… Какого именно порта, задают 4 бита в AFIO_EXTICR1…4c: 0000 — порт A, 0001 — порт B (RM0008, стр. 191). Отсюда ограничение: Нельзя вызвать дав прерывания с одинаковым номером линии порта. (Лекция 07, слайд 26) (опечатка «дав» в оригинале). Регистры AFIO работают только при включённом AFIOENc (стр. 183). После сброса везде 0000, то есть порт A, поэтому в задаче А AFIO можно было не трогать. ЛР2 стрелочник AFIO

2. EXTIДетектор фронта. EXTI_RTSRc, EXTI_FTSRc

   Бит n в RTSR ловит передний фронт (0→1) на линии n, в FTSR задний (1→0), оба бита — оба фронта (RM0008, стр. 212). Уровень сам по себе прерывания не даёт, нужен именно перепад. Поэтому линия, подтянутая к 1, не реагирует на кнопку, которая тоже подаёт 1.

3. EXTIФлаг запроса. EXTI_PRc, маска EXTI_IMRc

   When the selected edge occurs on the external interrupt line, an interrupt request is generated. The pending bit corresponding to the interrupt line is also set. (RM0008, стр. 208) Запрос уходит в NVIC, только если в IMR стоит 1 (стр. 211). Бит PR снимается записью единицы (стр. 213), запись нуля ничего не делает.

4. NVICНомер IRQ и разрешение. NVIC_ISERc

   Линии 0–4 имеют свои IRQ 6–10. Линии 5–9 делят один IRQ 23 (EXTI9_5), линии 10–15 — IRQ 40 (EXTI15_10) (RM0008, стр. 204–205). Запрос в NVIC становится ожидающим (pending). Обслужен он будет, только если его бит стоит в ISERc: A interrupt can enter pending state even it is disabled. (PM0056, стр. 127) А если такое ожидающее прерывание потом разрешить, оно сразу и выполнится (PM0056, стр. 120).

5. NVICПриоритет. NVIC_IPRc, SCB_AIRCR.PRIGROUPc

   Байт IPRc, значимы биты [7:4]. PRIGROUPc делит их на группу и субприоритет. Меньше число — выше приоритет. Три правила (PM0056, стр. 36): вытеснить работающий обработчик может только запрос из группы с меньшим номером; из ждущих первым идёт меньшая группа, затем меньший субприоритет, затем меньший номер IRQ; порядок нажатия кнопок роли не играет. Подробный разбор в задаче А, вопрос 2, проверка своих чисел в декодере.

6. ядроВход в обработчик. стек, вектор, LR

   Ядро само кладёт в стек 8 слов: R0–R3, R12, адрес возврата, PSR, LR (PM0056, стр. 38). Параллельно оно читает из таблицы векторов адрес обработчика: адрес вектора = номер исключения × 4 (лекция 07, сл. 11). У IRQ n номер исключения 16 + n, поэтому у EXTI0 (IRQ 6) вектор лежит по адресу 22 × 4 = 0x58, как и в таблице (RM0008, стр. 204). В LR записывается особое значение EXC_RETURN, а состояние прерывания меняется с ожидающего на активное (стр. 38).

7. кодОбработчик. EXTI3_IRQHandler

   Функция находится по имени. В таблице векторов startup-файла (startup_stm32f10x_md.s из пакета Keil) стоит DCD EXTI3_IRQHandler, а само имя объявлено как [WEAK] и ведёт в Default_Handler, то есть в бесконечный цикл B .. Если ошибиться в имени функции, программа молча зависнет в этом цикле. Первым делом обработчик снимает свой флаг: EXTI->PR = EXTI_PR_PR3;c.

8. ядроВыход. EXC_RETURN, tail-chaining

   Обычный BX LR загружает EXC_RETURN в PC, и ядро понимает, что обработчик закончился (PM0056, стр. 38). Если в этот момент ждёт запрос, приоритетнее того, к чему предстоит вернуться, ядро сразу переходит в его обработчик, не восстанавливая стек (tail-chaining). Если приоритетный запрос пришёл ещё во время сохранения стека, ядро сразу уходит в него (late-arriving) (стр. 37).

Почему флаг PR надо снимать, и именно в начале

На схеме EXTI выход в NVIC идёт прямо из регистра PR (RM0008, стр. 207, рис. 20): запрос держится, пока стоит бит, то есть это сигнал по уровню. Что тогда происходит при выходе из обработчика: For a level-sensitive interrupt, if the signal is not deasserted before the processor returns from the ISR, the interrupt becomes pending again, and the processor must execute its ISR again. (PM0056, стр. 126)

• Не снять PR вообще — обработчик будет вызываться снова и снова, main больше не получит управления.
• Снять PR последней командой перед выходом — ты сам видел это в ЛР2: на плате обработчик срабатывал дважды, а в симуляторе нет. Запись идёт через шину в периферию, и сигнал может ещё держаться в тот момент, когда NVIC проверяет его при выходе. объяснение задержки — не из документации Поэтому PR снимают в начале обработчика, как в коде задачи А, или после записи читают PR обратно. ЛР2 подводные камни
• Не писать EXTI->PR |= EXTI_PR_PR3c. |= сначала читает регистр, а в нём стоят единицы всех ждущих линий, и записывает их обратно. Запись 1 снимает флаг, значит, так сбрасываются и чужие запросы. Только =.

Общие обработчики EXTI9_5 и EXTI15_10

Твой вариант 8 как раз с ними: PB5 → EXTI9_5, PA10 → EXTI15_10. ЛР2 PB5 и PA10

Линии 5–9 приходят в один EXTI9_5_IRQHandler. Внутри надо проверить по PR, какая линия сработала, и снять именно её флаг: if (EXTI->PR & EXTI_PR_PR7) { EXTI->PR = EXTI_PR_PR7; … }. Приоритет у всех линий 5–9 общий, раз и IRQ один: развести их по приоритетам нельзя. В задаче Б на EXTI9_5 включена одна линия 7, так что проблемы нет.

Два места в коде на Си, о которых спрашивают

• volatile. Пустой цикл while(cnt--); ничего не меняет в памяти, и оптимизатор вправе его выбросить, тогда задержки не будет. volatile запрещает компилятору выкидывать и кэшировать в регистре чтения и записи такой переменной. По той же причине volatile нужен у переменных, которые меняет обработчик, а читает main (как val). правило языка Си Си типы и volatile
• #define SEC_DELAY 0x1000000; с точкой с запятой. Макрос подставляется текстом, и строка превращается в cnt0 = 0x1000000;;. Лишняя ; здесь безвредна (пустой оператор), но в выражении вроде x = SEC_DELAY * 2; была бы ошибка компиляции.

Проверь себя

Сначала ответь сам, потом открой. Ещё вопросы — в главе конспекта ЛР2, написанной как раз к этой контрольной: ЛР2 задачи и вопросы к контрольной

02Задача А: проанализировать код

Оцифровано с фото (photo_6). Текст дословно, с опечатками оригинала.Показать оригинал

У микроконтроллеру подключены кнопка и RGB светодиод с общим катодом по следующей схеме:

Проанализируйте код и развернуто ответьте на следующие вопросы:

1. В какой режим настраиваются каждая из линий порта А микроконтроллера?
2. Какое прерывание наиболее приоритетное?
3. В каком порядке будут меняться цвета светодиода если нажать кнопку и отпустить ее после переключения на красный цвет(только красный, не сочетания красного с другим). Считать, что дребезгом и отличием времени распространения сигнала по линиям можно пренебречь. Не учитывать глитчи (короткие зажигания светодиода, которые отменяются без временной задержки)
4. Чему будет равно значение переменной val после завершения работы всех обработчиков прерываний.

Код с фото, дословно. Номера строк нужны для пошагового прогона ниже: текущая строка там подсвечивается.

#include "stm32f10x.h"#define SEC_DELAY    0x1000000; void EXTI0_IRQHandler(void);void EXTI1_IRQHandler(void);void EXTI2_IRQHandler(void);void EXTI3_IRQHandler(void);void EXTI4_IRQHandler(void); volatile uint32_t val = 0;volatile uint32_t cnt = 0; void EXTI0_IRQHandler(void){    volatile uint32_t cnt0 = SEC_DELAY;    EXTI->PR = EXTI_PR_PR0;    GPIOA->ODR ^= 0xE0;    while(cnt0--);    GPIOA->ODR &= 0xBF;    val ^= 0x111;}void EXTI1_IRQHandler(void){    volatile uint32_t cnt1 = SEC_DELAY;    EXTI->PR = EXTI_PR_PR1;    GPIOA->ODR ^= 0xA0;    while(cnt1--);    GPIOA->ODR &= 0x7F;    val |= 0111;}void EXTI2_IRQHandler(void){    volatile uint32_t cnt2 = SEC_DELAY;    EXTI->PR = EXTI_PR_PR2;    GPIOA->ODR ^= 0x80;    while(cnt2--);    GPIOA->ODR &= 0xDF;    val &= 111;}void EXTI3_IRQHandler(void){    volatile uint32_t cnt3 = SEC_DELAY;    EXTI->PR = EXTI_PR_PR3;    GPIOA->ODR ^= 0x40;    while(cnt3--);    GPIOA->ODR &= 0x3F;    val <<= 0b111;} void EXTI4_IRQHandler(void){    volatile uint32_t cnt4 = SEC_DELAY;    EXTI->PR = EXTI_PR_PR4;    GPIOA->ODR ^= 0x20;    while(cnt4--);    GPIOA->ODR &= 0x5F;    val  |= ~val>>val;} int main(void){    RCC->APB2ENR |=RCC_APB2ENR_IOPAEN;     GPIOA->CRL = 0x22288880;    GPIOA->ODR = 0x000000C8;     SCB->AIRCR = 0x05FA0400;     NVIC->IPR[EXTI0_IRQn] = 44;    NVIC->IPR[EXTI1_IRQn] = 99;    NVIC->IPR[EXTI2_IRQn] = 171;    NVIC->IPR[EXTI3_IRQn] = 163;    NVIC->IPR[EXTI4_IRQn] = 9;     EXTI->FTSR = 023;    EXTI->RTSR = 035;    EXTI->IMR = 037;     NVIC->ISER[0] =  0x0780;     for(;;)        cnt ++;    return 0;}

Вопрос 1. В какой режим настроена каждая линия порта A

Режимы GPIO и биты CRLc с нуля: ЛР1 GPIO на ассемблере Адрес пина адрес регистра пина Карта выводов где какая ножка на плате

В GPIOA->CRLc лежат настройки линий 0–7, по 4 бита на линию (тетрада = одна hex-цифра). Линия n занимает биты 4n…4n+3: младшие два бита MODE, старшие два CNF (RM0008, стр. 171). Значит, hex-цифры читаются справа налево: самая правая цифра относится к PA0. Что означает каждая тетрада, сказано в Table 20 и Table 21, RM0008, стр. 161. Для входа с подтяжкой направление выбирает бит ODRc: 0 означает подтяжку к земле, 1 к питанию (там же, столбец PxODR).

0x22288880 по тетрадам справа налево: 0, 8, 8, 8, 8, 2, 2, 2. CRHc после сброса равен 0x4444 4444 (RM0008, стр. 171), тетрада 4 означает плавающий вход (стр. 161). Аналоговый режим: Read access to the Input Data register gets the value “0”. (RM0008, стр. 165) Значит, PA0 никогда не даст фронт.

Вопрос 2. Какое прерывание самое приоритетное

PRIGROUPc с калькулятором и четыре сценария вытеснения на временной шкале: ЛР2 PRIGROUP подробно ЛР2 сценарии

Шаг 1. Граница между группой и субприоритетом. В SCB->AIRCR = 0x05FA0400c верхние 16 бит 0x05FA служат ключом, без которого запись игнорируется. Биты 10:8 задают PRIGROUPc (PM0056, стр. 134). 0x0400 означает, что бит 10 = 1, то есть PRIGROUP = 100. По Table 45 (PM0056, стр. 135) это 3 бита группы [7:5] и 1 бит субприоритета [4].

Шаг 2. Число в IPRc → группа и субприоритет. Процессор хранит только биты [7:4] каждого байта приоритета, младшие читаются как 0 (PM0056, стр. 125). Чем меньше число, тем приоритет выше. Номера IRQ взяты из таблицы векторов (RM0008, стр. 204).

EXTI2 и EXTI3 получили одинаковые группу и субприоритет: 171 и 163 различаются только в младшей тетраде, а её процессор отбрасывает. Тогда решает номер: If multiple pending interrupts have the same group priority and subpriority, the interrupt with the lowest IRQ number is processed first. (PM0056, стр. 36) Значит, EXTI2 идёт раньше EXTI3. Зато друг друга они не вытесняют: Only the group priority determines preemption of interrupt exceptions. (PM0056, стр. 36)

Вопрос 3. В каком порядке меняются цвета

Какие фронты что вызывают. Литералы восьмеричные, переводим по три бита на цифру:

AFIO не настраивали, но AFIO_EXTICRc после сброса равен 0, а код 0000 означает PA[x], то есть порт A (RM0008, стр. 191). Поэтому линии EXTI 0–4 и так смотрят на PA0–PA4.

Итого: нажатие ставит в очередь EXTI2, EXTI3, EXTI4, отпускание ставит EXTI1 и EXTI4. EXTI0 мёртв трижды: PA0 аналоговый, в ISERc нет бита 6, а у невключённого прерывания NVIC never activates the interrupt, regardless of its priority (PM0056, стр. 120).

Перед прогоном одно правило NVIC. Когда обработчик заканчивается, ядро смотрит, нет ли ждущего запроса, который приоритетнее того, к чему предстоит вернуться. Так будет в конце вложенного EXTI4: вернуться можно в прерванный EXTI3 (группа 5), а ждёт EXTI1 (группа 3). Новое исключение начинается, если оно is of higher priority than the exception being handled (PM0056, стр. 37). Переход сразу из обработчика в обработчик, минуя возврат в прерванную программу, называется tail-chaining, по-русски хвостовой переход (там же). В прогоне он встретится несколько раз.

Дальше прогон по шагам. Кнопки ‹ › или стрелки клавиатуры, когда фокус на стенде. Справа от светодиода значения ODRc и val, ниже стек: что выполняется сейчас (рамка) и что ждёт в очереди (пунктир).

Вопрос 4. Чему равно val

Про сдвиг на 111. Компилятор переводит ~val>>val в команду LSRS Rd, Rm со сдвигом на регистр (я собрал этот код arm-none-eabi-gcc и посмотрел дизассемблер). У такой команды Only the least significant byte is used and can be in the range 0 to 255. (PM0056, стр. 76) Для LSR при этом действует правило If n is 32 or more, then all the bits in the result are cleared to 0. (PM0056, стр. 53) В самом языке Си сдвиг на ширину типа и больше считается неопределённым поведением (стандарт C11, п. 6.5.7). Так что результат 0 — свойство Cortex-M3, а не Си. Если спросят, отвечай именно так.

Тренировка: новый вариант той же задачи

На КР, скорее всего, будет этот же код с другими числами. Генератор меняет режимы линий, начальный ODRc, AIRCRc, IPRc, FTSR/RTSR/IMR (в разных системах счисления), ISERc, маски ODR и операции над val в обработчиках. Ответы считает та же модель, по которой разобран вариант выше: на прошлогодних числах она выдаёт ровно эталон преподавателя (4 2 3 4 1, 0x3780). Кнопку отпускают в первый момент, когда горит только красный. Генератор выбирает варианты, где красный появляется, и чаще всего такие, где есть вытеснение.

03Задача Б: написать три функции

Оцифровано с фото (photo_7 и photo_8). Текст дословно, с опечатками оригинала.Показать оригинал

Дана следующая программа для микроконтроллера STM32F103C8T6:

#include "stm32f10x.h"

// прототипы функций
void RCC_Configure(void);
void GPIO_Configure(void);
void EXTI_NVIC_Configure(void);
void Error_Handler(void);

int main(void) {
    // 1. настройка системы тактирования
    RCC_Configure();

    // 2. настройка портов GPIO
    GPIO_Configure();

    // 3. настройка линий EXTI и контроллера прерываний (NVIC)
    EXTI_NVIC_Configure();

    // бесконечный цикл
    while(1) {
        // основная программа
    }
}

Вам необходимо написать реализацию трех функций, так, чтобы выполнялись следующие условия:

1. Функция RCC_Configure(); должна настраивать систему тактирования микроконтроллера таким образом, чтобы частота шины AHB была 27Мгц. Считать, что внешний источник татирования HSE имеет частоту 6Мгц.
2. Функция GPIO_Configure(); должна настаивать порт GPIOB следующим образом: Линии с 0 по 3 используются как входы с поддяжкой к 0. Линии с 4 по 7 - входы с подтяжкой к 1. Линии с 8 по 15 - как выходы в режиме Open drain.
3. Функция EXTI_NVIC_Configure(); должна настраивать систему прерываний так, чтобы формировались прерывания от линий 0,2,4 порта GPIOB по переднему фронту, от линий 1,7 порта GPIOB по заднему фронту. Приоритеты прерываний должны быть прямо пропорциональны номеру линии (т.е. прерывания от линии 7 самое приоритетное), но при этом прерывания не должны прерывать друг друга, кроме прерывания от 7 линии. Так же прерывание от системного таймера SysTick должно иметь больший приоритет, чем любое из внешних прерываний и прерывать их работу.

Под условием в LMS поле ответа с заготовками трёх функций: в каждой // TODO.

Ниже порядок рассуждения для каждой функции, со ссылками на нужные страницы. Попробуй написать сам и только потом открывай спойлер.

RCC_Configure: AHB = 27 МГц из HSE 6 МГц

Та же задача для 18 МГц со стендом тактирования: ЛР3 дерево тактирования ЛР3 откуда взять частоту ЛР3 такты флеша ЛР3 перенастройка по шагам Си SystemInit и 72 МГц

1. Подобрать множители. Частота AHB (HCLK) = SYSCLK ÷ делитель HPREc. PLL умножает на 2…16 (RM0008, стр. 102), а на его вход можно подать HSE целиком или HSE÷2 (бит PLLXTPREc, там же). 27 = 3 × 9, поэтому самый короткий путь: HSE ÷ 2 = 3 МГц, × 9 = 27 МГц, HPRE = ÷1. Другой путь тоже верный: 6 × 9 = 54 МГц, HPRE ÷ 2 = 27.
2. Проверить пределы. Вход PLL от 1 до 25 МГц, выход от 16 до 72 МГц (DS5319, стр. 56): 3 и 27 подходят. APB1 не выше 36 МГц (RM0008, стр. 103): 27 подходит, делители APB ÷1.
3. Такты ожидания флеша по SYSCLK. One wait state, if 24 MHz < SYSCLK ≤ 48 MHz (RM0008, стр. 60). При 27 МГц нужен 1 такт (FLASH->ACRc, LATENCY = 1). Во втором пути SYSCLK = 54 МГц, там уже 2 такта. Об этом чаще всего забывают.
4. Порядок действий: включить HSE и дождаться HSERDYc (стр. 100), выставить LATENCY, записать в RCC_CFGRc PLLSRCc, PLLXTPREc и PLLMULc, включить PLL и дождаться PLLRDYc (стр. 99), переключить SWc на PLL и дождаться, пока SWSc станет PLL (стр. 103).
5. Ловушка проекта Keil. До main отрабатывает SystemInit и уже включает PLL. Биты PLL в RCC_CFGRc can be written only when PLL is disabled (RM0008, стр. 102). Поэтому сначала переходим на HSI и выключаем PLL. Подробно этот разбор есть в конспекте ЛР3.

GPIO_Configure: порт B

1. Включить тактирование: IOPBENc (бит 3) и сразу AFIOENc (бит 0) для EXTI (RM0008, стр. 114).
2. PB0–PB7 все входы с подтяжкой: тетрада 1000 = 8, CRLc = 0x88888888. Направление подтяжки задаёт ODRc: биты 0–3 = 0 (к земле), биты 4–7 = 1 (к питанию) (Table 20).
3. PB8–PB15 выходы open-drain: CNF = 01, MODE ≠ 00 выбирает скорость. Скорость в условии не задана, любая подойдёт, только назови её: 2 МГц → 0110 = 6, 10 МГц → 5, 50 МГц → 7 (Table 21).

EXTI_NVIC_Configure: самое интересное

Си NVIC и приоритеты по-сишному Си битовые операции ЛР2 калькулятор: вывод → регистры

1. Порт B на линии EXTI. AFIO_EXTICR1c отвечает за линии 0–3, EXTICR2c за линии 4–7, по 4 бита на линию, код порта B 0001 (RM0008, стр. 191). Без включённого AFIO запись в эти регистры не сработает (стр. 183).
2. Фронты: RTSR биты 0, 2, 4. FTSR биты 1, 7. IMR биты 0, 1, 2, 4, 7.
3. Номера IRQ. Линии 0, 1, 2, 4 имеют свои IRQ 6, 7, 8, 10. Линия 7 сидит в общем EXTI9_5, IRQ 23 (RM0008, стр. 205). Обработчик тогда тоже общий, EXTI9_5_IRQHandler.
4. Подобрать PRIGROUPc. Требования: SysTick вытесняет всех, линия 7 вытесняет остальные EXTI, а 0, 1, 2, 4 друг друга не вытесняют. Получается три уровня группы: SysTick, линия 7, все остальные. Внутри последней группы нужен порядок 4 > 2 > 1 > 0, это четыре уровня субприоритета. Значит, нужно минимум 2 бита на группу и 2 бита на субприоритет. При 4 битах это ровно PRIGROUP = 101 (Table 45, PM0056, стр. 135). PRIGROUP = 100 не годится: там один бит субприоритета, то есть два уровня на четыре линии. Две линии неизбежно получат одинаковый субприоритет, и между ними раньше пойдёт меньший номер IRQ (PM0056, стр. 36), а у нас номер IRQ растёт вместе с номером линии. Нужен же обратный порядок.
5. Числа в IPRc: старшая тетрада = (группа << 2) | суб, затем сдвиг на 4 влево. SysTick лежит не в NVIC, а в SCB_SHPR3c, биты 31:24 (PM0056, стр. 138). В CMSIS 6 это SCB->SHPR[11], в CMSIS 5 SCB->SHP[11]. Проще всего NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0).

void RCC_Configure(void){
    uint32_t t = 0;
    RCC->CFGR &= ~RCC_CFGR_SW;                /* 0. уйти на HSI, если SystemInit включила PLL */
    while((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_HSI);
    RCC->CR &= ~RCC_CR_PLLON;                 /*    и выключить PLL: иначе PLLMUL не запишется */
    while(RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY);

    RCC->CR |= RCC_CR_HSEON;                  /* 1. включить HSE (6 МГц)            */
    while(!(RCC->CR & RCC_CR_HSERDY))
        if(++t > 100000) Error_Handler();      /*    кварц не завёлся               */

    FLASH->ACR = FLASH_ACR_PRFTBE | 1;        /* 2. SYSCLK 27 МГц > 24 → 1 такт     */

    RCC->CFGR = RCC_CFGR_PLLSRC               /* 3. вход PLL — HSE                  */
              | RCC_CFGR_PLLXTPRE             /*    ÷2 → 3 МГц                      */
              | RCC_CFGR_PLLMULL9;            /*    ×9 → 27 МГц; HPRE, PPRE1, PPRE2 = ÷1 */
    RCC->CR |= RCC_CR_PLLON;                  /* 4. включить PLL                    */
    while(!(RCC->CR & RCC_CR_PLLRDY));

    RCC->CFGR |= RCC_CFGR_SW_PLL;             /* 5. SYSCLK = PLL                    */
    while((RCC->CFGR & RCC_CFGR_SWS) != RCC_CFGR_SWS_PLL);
}

void GPIO_Configure(void){
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN | RCC_APB2ENR_AFIOEN;
    GPIOB->CRL = 0x88888888;   /* PB0..7: вход с подтяжкой (CNF 10, MODE 00)    */
    GPIOB->CRH = 0x66666666;   /* PB8..15: выход open-drain 2 МГц (CNF 01, MODE 10) */
    GPIOB->ODR = 0x000000F0;   /* PB0..3 → к 0, PB4..7 → к 1, выходы = 0       */
}

void EXTI_NVIC_Configure(void){
    AFIO->EXTICR[0] = 0x0111;   /* EXTI0, 1, 2 ← порт B */
    AFIO->EXTICR[1] = 0x1001;   /* EXTI4, 7 ← порт B    */

    EXTI->RTSR = (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);   /* передний фронт: 0, 2, 4 */
    EXTI->FTSR = (1<<1)|(1<<7);          /* задний фронт: 1, 7      */
    EXTI->PR   = 0x97;                   /* сбросить старые запросы */
    EXTI->IMR  = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2)|(1<<4)|(1<<7);

    SCB->AIRCR = 0x05FA0500;   /* PRIGROUP 101: 2 бита группы, 2 бита суб */

    SCB->SHPR[11]            = 0x00;  /* SysTick: группа 0       */
    NVIC->IPR[EXTI9_5_IRQn]   = 0x40;  /* линия 7: группа 1, суб 0 */
    NVIC->IPR[EXTI4_IRQn]     = 0x80;  /* группа 2, суб 0          */
    NVIC->IPR[EXTI2_IRQn]     = 0x90;  /* группа 2, суб 1          */
    NVIC->IPR[EXTI1_IRQn]     = 0xA0;  /* группа 2, суб 2          */
    NVIC->IPR[EXTI0_IRQn]     = 0xB0;  /* группа 2, суб 3          */

    NVIC->ISER[0] = (1<<EXTI0_IRQn)|(1<<EXTI1_IRQn)|(1<<EXTI2_IRQn)
                  | (1<<EXTI4_IRQn)|(1<<EXTI9_5_IRQn);   /* = 0x008005C0 */
}

04Навыки из списка «повторить» и тренажёры

Системы счисления и литералы Си

В Си систему счисления числа задаёт его префикс. На КР именно это проверяют вперемешку.

• hex ↔ двоичная: одна hex-цифра = 4 бита (тетрада). 0xA3 = 1010 0011.
• oct ↔ двоичная: одна восьмеричная цифра = 3 бита (триада). 035 = 011 101. Чтобы перевести oct → hex, распиши в биты и перегруппируй по 4 справа.
• dec → любая: дели на основание, остатки читай снизу вверх. 171 = 16·10 + 11 → 0xAB. Для IPRc удобнее сразу dec → hex: старшая цифра и есть [7:4].
• любая → dec: сумма цифр, умноженных на степени основания. 0111 (oct) = 64 + 8 + 1 = 73.

Герцы и микросекунды

ЛР3 что такое таймер ЛР3 PSC, ARR, режимы счёта

Период и частота обратны друг другу: T = 1 / f. Удобные пары: 1 МГц ↔ 1 мкс, 1 кГц ↔ 1 мс, 1 Гц ↔ 1 с. Значит, T [мкс] = 1 / f [МГц], f [МГц] = 1 / T [мкс].

Типовые вопросы: сколько тактов пройдёт за время t (N = t · f), сколько длится N тактов (t = N / f), какая частота у события раз в T. Для таймера: f_{события} = f_{таймера} / ((PSC+1)(ARR+1)). Для программной задержки: t = итерации × тактов на итерацию / f. Сколько тактов занимает итерация, документация не говорит. На твоей плате SUBS+BNE занимал 3 такта при 0 тактах ожидания флеша (измерено в ЛР0).

Настройка GPIO: декодер CRL/CRH

Метод из вопроса 1: hex-цифры справа налево, каждая цифра → CNF MODE → Table 20. Вставь любые значения, и декодер распишет все 16 линий. Для тренировки сначала распиши сам, потом проверь.

Приоритеты прерываний: декодер

ЛР2 калькулятор PRIGROUP в ЛР2

Метод из вопроса 2: PRIGROUPc → граница, IPRc → только [7:4] → группа и субприоритет. Порядок в очереди: группа, затем субприоритет, затем номер IRQ. Вытесняет только меньшая группа. Значения можно писать в любой системе Си (171, 0xAB, 0253).

05Теория: экзаменационные вопросы 1–13

Номера ниже — из экзаменационного списка 2024 года (Темы к экзамену 2024.pdf). У прошлогодников есть ответы Подготовка к экзамену/МПУС. Вопрос NN.pdf, но они короткие (150–300 слов) и местами общие. Поэтому всё ниже собрано по слайдам лекций из папки Теория/, каждый пункт ведёт на слайд. В каждом вопросе есть блок «как рассказать» — связный текст, который можно взять за основу письменного ответа. По вопросам 6, 7, 8, 12, 13 расписаны полные образцы, со схемами. Вопрос со звёздочкой уже попадался на КР.

То, чего нет на слайдах, помечено так: не со слайда. Наведи на пометку, чтобы увидеть, откуда это взято. Если преподаватель спросит «откуда», для таких мест ответ «из лекций» не подойдёт.

Не в списке тем КР: пригодятся на экзамене

История, защита, Meltdown и Spectre, кэш. На КР их, судя по официальному списку, не будет.

06Где искать в RM0008 и PM0056 прямо на КР

В LMS даны ссылки именно на эти PDF. Номера страниц печатные, они совпадают с номером страницы в PDF (RM0008 Rev 21, PM0056 Rev 6). Быстрее всего искать через Ctrl+F по словам из столбца «искать». Регистры прерываний со всеми адресами одним списком: ЛР2 все регистры

07План до пятницы