一、C语言弱符号和弱引用
__attribute__ 是一个编译器指令，其实是 GNU C 的一种机制，本质是一个编译器的指令，在声明的时候可以提供一些属性，在编译阶段起作用，来做多样化的错误检查和高级优化。
用于在 C,C++,Objective-C 中修饰变量、函数、参数、方法、类等。
合理使用 __attribute__ 有什么好处？
- 给编译器提供上下文，帮助编译器做优化，合理使用可以收到显著的优化效果。
- 编译器会根据
__attribute__产生一些编译警告，使代码更规范。 - 给代码阅读者提供必要的注解，助其理解代码意图。
总之，__attribute__ 起到了给编译器提供上下文的作用，如果错误的使用 __attribute__ 指令，因为给编译器提供了错误的上下文，由此引起的错误通常很难被发现。
强符号和弱符号
在同一作用域下不能定义同一个变量或函数，很多C语言学习者都理所当然地这么认为。
这个其实是是有所偏颇的，GNU C对标准C语言进行了扩展，在GCC中，对于符号(在编译时，变量和函数都被抽象成符号)而言，存在着强符号和弱符号之分。
是的，是否支持这个特性是由不同的C语言标准决定的。
对于C/C++而言，编译器默认函数和已初始化的全局变量为强符号，而未初始化的全局变量为弱符号。
在编程者没有显示指定时，编译器对强弱符号的定义会有一些默认行为，同时开发者也可以对符号进行指定，使用"attribute((weak))"来声明一个符号为弱符号。
定义一个相同的变量，当两者不全是强符号时，gcc在编译时并不会报错，而是遵循一定的规则进行取舍：
- 当两者都为强符号时，重复定义的报错：
redefinition of 'xxx' - 当两者为一强一弱时，选取强符号的值
- 当两者同时为弱时，选择其中占用空间较大的符号，这个其实很好理解，编译器不知道编程者的用意，选择占用空间大的符号至少不会造成诸如溢出、越界等严重后果。
在默认的符号类型情况下，强符号和弱符号是可以共存的，类似于这样：
int x;
int x = 1;编译不会报错，在编译时x的取值将会是1。
注意，这里可以使用__attribute__((weak))将强符号转换为弱符号，却不能与一个强符号共存，类似于这样：
int __attribute__((weak)) x = 0;
int x = 1;编译器将报重复定义错误。
强引用和弱引用
除了强符号和弱符号的区别之外，GNUC还有一个特性就是强引用和弱引用。
我们知道的是，编译器在编译阶段只负责将源文件编译成目标文件(即二进制文件)，然后由链接器对所有二进制文件进行链接操作。
编译器默认所有的变量和函数为强引用，同时编程者可以使用__attribute__((weakref))来声明一个函数。
注意这里是声明而不是定义，既然是引用，那么就是使用其他模块中定义的实体，对于函数而言，我们可以使用这样的写法：
__attribute__((weakref)) void func(void);然后在函数中调用func()，如果func()没有被定义，则func的值为0，如果func被定义，则调用相应func，在《程序员的自我修养》这本书中有介绍，它是这样写的：
__attribute__((weakref)) void func(void);
void main(void)
{
if(func)
{
func();
}
}但是在现代的编译系统中，这种写法却是错误的，编译虽然通过(有警告信息)，但是却不正确：
warning: ‘weakref’ attribute should be accompanied with an ‘alias’ attribute [-Wattributes]警告显示：weakref需要伴随着一个别名才能正常使用。
强/弱符号和强/弱引用的作用
这种弱符号、弱引用的扩展机制在库的实现中非常有用。
我们在库中可以使用弱符号和弱引用机制，这样对于一个弱符号函数而言，用户可以自定义扩展功能的函数来覆盖这个弱符号函数。
同时我们可以将某些扩展功能函数定义为弱引用，当用户需要使用扩展功能时，就对其进行定义，链接到程序当中。
如果用户不进行定义，则链接也不会报错，这使得库的功能可以很方便地进行裁剪和组合。
注意：C标准里根本没有提到强、弱符号。这只是GCC这个实现定义的特性，在MS C编译器里是不存在这个概念的。
二、MOS管驱动电路设计
一般认为MOSFET是电压驱动的，不需要驱动电流。然而，在MOS的G S两级之间有结电容存在，这个电容会让驱动MOS变的不那么简单。
如果不考虑纹波和EMI等要求的话，MOS管开关速度越快越好，因为开关时间越短，开关损耗越小，而在开关电源中开关损耗占总损耗的很大一部分，因此MOS管驱动电路的好坏直接决定了电源的效率。
对于一个MOS管，如果把GS之间的电压从0拉到管子的开启电压所用的时间越短，那么MOS管开启的速度就会越快。与此类似，如果把MOS管的GS电压从开启电压降到0V的时间越短，那么MOS管关断的速度也就越快。
由此我们可以知道，如果想在更短的时间内把GS电压拉高或者拉低，就要给MOS管栅极更大的瞬间驱动电流。
大家常用的PWM芯片输出直接驱动MOS或者用三极管放大后再驱动MOS的方法，其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。
比较好的方法是使用专用的MOSFET驱动芯片如TC4420来驱动MOS管，这类的芯片一般有很大的瞬间输出电流，而且还兼容TTL电平输入，MOSFET驱动芯片的内部结构如下：
MOS驱动电路设计需要注意的地方：
因为驱动线路走线会有寄生电感，而寄生电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡电路，如果直接把驱动芯片的输出端接到MOS管栅极的话，在PWM波的上升下降沿会产生很大的震荡，导致MOS管急剧发热甚至爆炸，一般的解决方法是在栅极串联10欧左右的电阻，降低LC振荡电路的Q值，使震荡迅速衰减掉。
因为MOS管栅极高输入阻抗的特性，一点点静电或者干扰都可能导致MOS管误导通，所以建议在MOS管G S之间并联一个10K的电阻以降低输入阻抗。
如果担心附近功率线路上的干扰耦合过来产生瞬间高压击穿MOS管的话，可以在GS之间再并联一个18V左右的TVS瞬态抑制二极管。
TVS可以认为是一个反应速度很快的稳压管，其瞬间可以承受的功率高达几百至上千瓦，可以用来吸收瞬间的干扰脉冲。
MOS管驱动电路参考：
MOS管驱动电路的布线设计
MOS管驱动线路的环路面积要尽可能小，否则可能会引入外来的电磁干扰。
驱动芯片的旁路电容要尽量靠近驱动芯片的VCC和GND引脚，否则走线的电感会很大程度上影响芯片的瞬间输出电流。
常见的MOS管驱动波形，如下图。
如果出现了这样圆不溜秋的波形就等着核爆吧。有很大一部分时间管子都工作在线性区，损耗极其巨大。
一般这种情况是布线太长电感太大，栅极电阻都救不了你，只能重新画板子。
高频振铃严重的毁容方波。
在上升下降沿震荡严重，这种情况管子一般瞬间死掉，跟上一个情况差不多，进线性区。
原因也类似，主要是布线的问题。又胖又圆的肥猪波。
上升下降沿极其缓慢，这是因为阻抗不匹配导致的。
芯片驱动能力太差或者栅极电阻太大。
果断换大电流的驱动芯片，栅极电阻往小调调就OK了。
打肿脸充正弦的生于方波他们家的三角波。
驱动电路阻抗超大发了。此乃管子必杀波。解决方法同上。
大众脸型，人见人爱的方波。
高低电平分明，电平这时候可以叫电平了，因为它平。边沿陡峭，开关速度快，损耗很小，略有震荡，可以接受，管子进不了线性区，强迫症的话可以适当调大栅极电阻。
方方正正的帅哥波，无振铃无尖峰无线性损耗的三无产品，这就是最完美的波形了。
三、单片机接口电路设计中的电流倒灌和电平转换
接口电路的设计在电单片机应用场合中还是很重要的，因为如果接口电路没有设计好，严重就会烧芯片，或者烧芯片IO口，轻者就会导致工作紊乱，工作不正常。
有时候这种问题自己在设计调试的时候根本发现不了，在批量生产或者用户在使用的时候才出现芯片被烧掉，或者IO口被烧掉。如果我们在设计的时候能考虑到接口的一些问题就可以减少，提高产品的可靠性。
下面我们就从电流倒灌问题和电平匹配问题进行叙述。
电流倒灌
1 概念
倒灌就是电流流进IC内部，电流总是流入电势低的地方。比如说电压源，一般都是输出电流，但是如果有另一个电源同时存在，并且电势高于这个电源，电流就会流入这个电源，称为倒灌。
2 危害
1. 电流太大会将使IO口上的钳位二极管迅速过载并使其损坏。
2. 会使单片机复位不成功。
3. 会使可编程器件程序紊乱。
4.会出现闩锁效应。
3 原因
如上图，STM32的IO口框图。
当两个单片机进行串口通信，如果其中一个单片机断电，另一个单片机继续供电，正常运行。那么没有断电的单片机的IO口给断电的单片机的IO口供电，并同通过上拉保护二极管向断电的单片机进行供电。或者说两个单片机供电电压不一样，电流就会从供电高的一方流向供电低的一方。
4 解决办法
如上图，加一个小电阻，可以防止过流损坏二极管D1。还可以进行阻抗匹配，因为信号源的阻抗很低，跟信号线之间阻抗不匹配，串上一个电阻后，可改善匹配情况，以减少反射，避免振荡等。也可以减少信号边沿的陡峭程度，从而减少高频噪声以及过冲等。但不能解决灌流在Vcc上建立电压。一般情况下就会选择串电阻，取值范围是几欧到1K欧，根据实际情况而定，小编我喜欢取330欧。
如上图，在信号线上加二极管D3及上拉电阻R1，D3用于阻断灌流通路，R1解决前级输出高电平时使G1的输入保持高电平。
此方法既可解决灌流损坏二极管D1的问题，又可解决灌流在Vcc上建立电压。缺点只适用于速率不快的电路上。如果单片机IO口比较脆弱，或者两边电压不也一样需要低成本进行电平转换，且是但一方向，速率比较低（比如串口）的时候就可以选择该方案。二极管要选择肖特基二极管才比较好
电平转换
在电路设计过程中，会碰到处理器MCU的I/O电平与模块的I/O电平不相同的问题，为了保证两者的正常通信，需要进行电平转换。如果两边的电平不一样就直接连接进行通信，像TTL电平就会出现上一节将的那样电流倒灌现象。
设计电平转换电路需要几个问题：
（1）VOH>VIH；VOL<vil
各种电平的电压范围，如上图。
（2）对于多电源系统，某些器件不允许输入电平超过电源电压，针对有类似要求的器件，电路上应适当做些保护。
（3）电平转换电路会影响通信速度，所以使用时应当注意通信速率上的要求。
1 NPN三极管电平转换
这个电平转换就是两级三极管电路组成。三极管只能单向进行转换，而且元器件比较多。
2 NMOS电平转换
该电路可实现双向传输，使用条件是VCC2>VCC1+0.7V，这个电路也是小编我常用的电路。
其工作过程是：
Port1向Port2传输：
（1）Port1高电平时，NMOS的Ugs=0V截止，Port2端的电压为VCC2高电平。
（2）Port1低电平时，NMOS的Ugs=3.3V导通，Port2端的电压为Port1端的电压低电平。
Port2向Port1传输：
（1）Port2高电平时，NMOS的Ugs=0V截止，Port1端的电压为VCC1--高电平。
（2）Port2低电平时，NMOS的体二极管导通，使得Vs的电压为0.7V左右，那么Ugs=VCC1-0.7V，只要选择的开启电压小于Ugs电压就可以让MOS管导通，Port1端的电压为Port2端的电压--低电平。
3 使用专用电平芯片转换电平
使用专用的电平转换芯片，分别给输入和输出信号提供不同的电压，转换由芯片内部完成，例如PCA9306DCTR等电平转换芯片。专用芯片是最可靠的电平转换方案。
优势：
1) 驱动能力强：专用芯片的输出一般都使用了CMOS工艺，输出驱动10mA不在话下。
2) 漏电流几乎为0：内部是一些列的放大、比较器，输入阻抗非常高，一般都达到数百K。漏电流基本都是nA级别的。
3) 路数较多：专用芯片针对不同的应用，从2路到数十路都有，十分适合对面积要求高的场合。
4) 速率高：专用芯片由于集成度较高，工艺较高，，速率从数百K到数百M的频率都可以做。
劣势：
1) 成本：专用芯片集众多优势于一身，就是成本是最大的劣势，一个普通的数百K速率的4通道电平转换芯片，价格至少要1元人民币以上，如果使用三极管做，成本2毛钱都不到。
4 使用电阻分压转换电平
优势：
1) 便宜：便宜是最大的优点，2个电阻一分钱不到；
2) 容易实现：电阻采购容易，占用面积小。
劣势：
1) 速度：分压法为了降低功耗，使用K级别以上的电阻，加上电路和器件的分布和寄生电容，速率很难上去，一般只能应用于100K以内的频率。
2) 驱动能力：由于使用了大阻值的电阻，驱动能力被严格控制，并不适合需要高驱动能力的场合，例如LED灯等
3) 漏电：漏电是该方案最大的缺点，由于通过电阻直连，左右两端的电压会流动，从而互相影响。例如，RS232接口采用该方案，上电瞬间外设就给主芯片提供2.8V的电平，轻则影响时序导致主芯片无法启动，重则导致主芯片闩锁效应，烧毁芯片。
5 使用电阻限流转换电平
优势：
1) 便宜：便宜是最大的优点，只需要一个电阻就解决。
2) 容易实现。
劣势：
1) 电阻选值不是很容易选择，需要对芯片内部很熟悉。
6 使用二极管转换电平
优势：
1) 漏电流小：由于二极管的漏电流非常小（uA级），可以单向防止电源倒灌，防止电流倒灌。
2) 容易实现。
劣势：
1) 电平误差大：主要是二极管的正向压降较大，容易超出芯片的工作电压范围。
2) 单向防倒灌：只能单向防止倒灌，不能双向防止倒灌。
3) 速度和驱动能力不理想：由于电阻限流，驱动速度和能力均不理想，只能应用在100K以内的频率。
四、用三极管来配合单片机IO口驱动负载
驱动继电器的时候，通常我们会采用三极管来配合单片机IO口。至于为什么不直接用单片机IO口驱动，非得加个三极管，在上一篇推文中我们已经做过计算了。至于为什么采用三极管，更大的原因是因为三极管属于流控型器件，也就是说三极管的这个电子开关的闭合与断开是通过电流开控制的，并且所需要的电流非常小。三极管基极驱动电压只要高于Ube（一般是0.7V）就能导通。
现在的大家都讲究低功耗，供电电压也越来越低，一般单片机供电为3.3V，所以它的I/O最高电压也就是3.3V。
3.3V电压肯定是大于Ube的，所以直接在基极串联一个合适的电阻，让三极管工作在饱和区就可以了。Ib=（VO-0.7V）/R2。根据公式计算，上图中Ib的电流应该等于（5-0.7）/(4.7x1000),大于是0.918mA，实际仿真测试结果为0.628mA,基本符合实际值，三极管能正常开启和闭合实现控制，可以正常的实现控制负载（此处为LED灯）。
到这可能会有硬件基础好的小伙伴要说了，MOS管也可以啊，为什么非得用三极管呢？
其原因在于，MOS管是电压控制型，驱动电压必须高于阈值电压Vgs（TH）才能正常导通，不同MOS管的阈值电压是不一样的，一般为3-5V左右，饱和驱动电压可在6-8V。
前面说过现在单片机的供电基本都是3.3V，IO口最高电压也是3.3V，大部分的MOS管的饱和电压>3.3V，如果用3.3V来驱动的话，很可能MOS管根本就打不开，或者处于半导通状态。在半导通状态下，管子的内阻很大，驱动小电流负载可以这么用。但是大电流负载就不行了，内阻大，管子的功耗大，MOS管很容易就烧坏了。所以，一般选择三极管来配合单片机IO口驱动。
当然，MOS管得驱动电流很大，在更多的需要大功率的驱动电路中，通过会采用但机关配合MOS一起来实现大电流的驱动运用场景，比如下面这个电路图就是。
I/O口驱动三极管后再驱动MOS管
当I/O为高电平时，三极管导通，MOS管栅极被拉低，负载RL不工作。
当I/O为低电平时，三极管不导通，MOS管通过电阻R3，R4分压，为栅极提供合适的阈值电压，MOS管导通，负载RL正常工作。
结合以上的分析，相比大家应该都清除了，通常情况下大家习惯用三极管来连接单片机IO口实现驱动，是因为三极管是流控型器件，但是三极管的驱动能力比较弱。在需要大功率驱动的地方，通常会采用三极管再去控制MOS管实现最终的控制。
直接用MOS管来连接单片机的IO实现驱动也是可以的，但这样的MOS管型号不好找。小编在立创商城上所搜了一下，也有这样的器件，控制电压最低可以到1V，驱动电流峰值2.3A，持续1.6A；相同封装的三极管8050，驱动的Ic电流只能到600mA。
可见MOS管的驱动能力是三极管3-4倍，所以对负载电流有要求的都使用MOS管。大的驱动能力，带来的会是成本的增加，搜索结果中MOS管的价格几乎是三极管的10倍。
所以，在要求不高，成本低的应用场合，一般使用三极管作为开关管。
五、STM32CubeMX-实时时钟(RTC)
RTC简介
实时时钟 (RTC) 是一个独立的 BCD 定时器/计数器。RTC 提供具有可编程闹钟中断功能的日历时钟 /日历。RTC 还包含具有中断功能的周期性可编程唤醒标志。系统可以自动将月份的天数补偿为 28、29（闰年）、30 和 31 天。只要芯片的备用电源一直供电,RTC上的时间会一直走。
新建工程
本程序在串口printf工程的基础上修改，复制串口printf的工程，修改文件夹名。点击STM32F746I.ioc打开STM32cubeMX的工程文件重新配置。RTC选择内部唤醒（Internal WakeUp）开启RTC。开启外部低速晶振，PC14,PC15配置。
RTC时钟选择为外部低速晶振（LSE）,频率为32.768。
在RTC配置中，设置时间和日期，其他为默认设置。此处设置时间为2016/04/16 16:25:49。
生成报告以及代码，编译程序。
添加应用程序
在rtc.c文件中可以看到ADC初始化函数。在stm32f7xx_hal_rtc.h头文件中可以看到rtc时间和日期读写操作函数。
从操作函数中可以看到，时间和日期是以结构体的形式读写的。所以在main.c文件前面申明两个结构体变量存储读取的时间和日期数据。
/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables --------*/
RTC_DateTypeDef sdatestructure;
RTC_TimeTypeDef stimestructure;
/* USER CODE END PV */在stm32f7xx_hal_rtc.h头文件中，可以找到RTC_TimeTypeDef，RTC_DateTypeDef这两个结构体的成员变量。
在while循环中添加应用程序，读取当前的时间和日期，并通过串口发送到电脑上显示。
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
/* Get the RTC current Time ,must get time first*/
HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &stimestructure, RTC_FORMAT_BIN);
/* Get the RTC current Date */
HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sdatestructure, RTC_FORMAT_BIN);
/* Display date Format : yy/mm/dd */
printf("%02d/%02d/%02d\r\n",2000 + sdatestructure.Year, sdatestructure.Month, sdatestructure.Date);
/* Display time Format : hh:mm:ss */
printf("%02d:%02d:%02d\r\n",stimestructure.Hours, stimestructure.Minutes, stimestructure.Seconds);
printf("\r\n");
HAL_Delay(1000);
}
/* USER CODE END 3 */程序中使用HAL_RTC_GetTime（）,HAL_RTC_GetDate()读取时间和日期，并保存到结构体变量中，然后通过串口输出读取的时间和日期。注意：要先读取时间再读取日期，如果先读取日期在读取时间会导致读取的时间不准确，一直都是原来设置的时间。
实验效果
编译程序并下载到开发板。打开串口调试助手。设置波特率为115200。串口助手上会显示RTC的时间日期。
