[STM32] 简单先容 (一)

1.STM32简介

STM32是ST公司基于ARM Cortex-M内核开辟的32位微控制器；
STM32常应用在嵌入式范畴，如智能车、无人机、机器人、无线通讯、物联网、工业控制、娱乐电子产品等；
STM32F1系列是主流系列，有177的内核跑分和72Mhz的Cortex-M3内核；
2.ARM

既指ARM公司，也指ARM处置惩罚器内核。
ARM公司是环球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全天下凌驾95%的智能手机和平板都采用ARM架构；
ARM公司筹划ARM内核，半导体厂商美满内核周边电路并生产芯片；
最乐成的产品为32 位嵌入式 CPU 核–ARM 系列，最常用的是ARM7 和 ARM9
STM32 基于 ARM Cortex 内核的 32 位 MCU 和 MPU 产品系列图:

A系列：应用(application)，主要用于手机，苹果手机、高通手机芯片、联发科手机芯片；
R系列：RealTime，主要面向实时性很高的场景，硬盘控制器
M系列：Microcontroller，主要应用在单片机范畴；
3.STM32F103ZET6/STM32F103C8T6

系列：主流系列STM32F1
内核：ARM Cortex-M3
主频：72MHz
RAM：20K (SRAM)
ROM：64K (Flash)
供电：2.0~3.6V (尺度3.3V)
封装：LQFP48

• NVIC和SysTick是内核内的外设，别的是内核外的外设
  NVIC: 内核内用于管理中断的设备，比如配置中断优先级这些东西
  SysTick: 内核内里的一个定时器，主要用来给操纵体系提供定时服务
  
• RCC：对体系的时钟进行配置，就是使能各模块的时钟。在STM32中，其它的这些外设在上电的环境下默认是没偶然钟的，不给时钟的环境下，操纵外设是无效的。外设也不会工作，如许的目标是降低功耗。以是，在操纵外设之前，必须要先使能它的时钟。因此，必要用RCC来完成时钟的使能
  
• GPIO：用GPIO来点灯，读取按键
  
• AFIO：完成复用端口的重定义，另有中断端口的配置
  
• EXTI：外部中断，配置好外部中断后，当引脚有电平变革时，就可以触发中断，让CPU来处置惩罚使命。
  
• TIM：分为高级定时器、通用定时器、基本定时器；通用定时器：不光完成定时中断使命，还可以完成测频率、天生PWM波形、配置成专用的编码器接口等功能。
  
• ADC：该STM32内置了12位的AD转换器，可以直接读取IO口的模拟电压值，无需外部毗连AD芯片。
  
• DMA：可以帮助CPU完成搬运大量数据如许的繁杂使命
  
• USART：即支持异步串口，也支持同步串口，ESP8266WIFI模块、GSM模块、蓝牙模块、GPS模块、指纹识别模块、IOT模块、串口屏等
  
• I2C和SPI：STM32也内置了它们的控制器，可以用硬件来输出时序波形
  
• IIC：EEPROM、MPU6050陀螺仪、0.96寸OLED屏、电容屏等
  
• SPI：串行FLASH、以太网W5500、VS1003/1053音频模块、SPI接口的OLED屏、电阻屏等
  
• AD/DA：光敏传感器模块、烟雾传感器模块、可燃气体传感器模块、简易示波器等
  
• CAN和USB：CAN和USB通信
  
• SDIO：可以用来读取SD卡；
  
• FSMC：可变静态存储控制器，可以用于扩展内存，或者配置成其他总线协议，用于某些硬件的操纵；
  
• RTC：在STM32内部完成年月日、时分秒的计时功能；可以接外部备用电池，纵然掉电也能正常运行；
  
• CRC：是一种数据的校验方式，用于判断数据的精确性。
  
• PWR：可以让芯片进入睡眠模式等状态，来达到省电的目标；
  
• BKP：是一段存储器，当体系掉电时，仍可由备用寄存器保持数据，这个根据必要，可以完成一些特殊功能；
  
• IWDG和WWDG：当单片机因为电磁干扰死机或者步伐筹划不合理出现死循环时，看门狗可以及时复位芯片，包管体系的稳固；
  
• DAC：可以在IO口直接输出模拟电压；
  
• USB OTG：用OTG功能，可以让STM32作为USB主机去读取其他USB设备
  

• Syste Core: DMA, IWDG, WWDG, GPIO, NVIC, SYS, RCC
  
• Analog: ADC, DAC
  
• TIMES: RTS, Tim
  
• Connectivity: CAN, FSMC, USB, SDIO, IIC, SPI, I2C, USART
  
• MultiMedia: I2S2, I2S3
  
• Computing: CRC
  

4.STM32命名规则

5.STM32最小体系板

• 滤波电容： 在3.3V和GND之间接一个滤波电容，来包管供电电压的稳固
  
• 晶振电路：接了一个8MHz的主时钟晶振，STM32的主晶振一般都是8MHz。
  
• 启动配置：H1相称于开关，拨动开关，就可以让BOOT引脚选择接3.3V还是GND了。
  
• 下载端口：如果用STLINK下载步伐的话，必要把SWDIO和SWCLK这两个引脚引出来方便接线。别的再把3.3V和GND引出来，这个GND是必须引出来的，3.3V如果板子自己有供电的话，可以不引
  

6.STM32开辟方式

STM32的开辟有基于寄存器、基于尺度库也就是库函数的方式和基于HAL库的方式。
基于寄存器：是用步伐直接配置寄存器，来达到我们想要的功能。
基于库函数：是使用ST官方提供的封装好的函数。通过调用这些函数来间接地配置寄存器。
基于HAL库：可以用图形化界面快速配置STM32，可以快速上手STM32，但隐藏了底层逻辑。
基于寄存器:

1. // 配置寄存器，点灯
2. // 1. RCC寄存器，来使能GPIOC的时钟，GPIO都是APB2的外设，
3. // 因此APB2外设时钟使能寄存器RCC_APB2ENR里面配置
4. // IOPCEN是使能GPIOC的时钟
5. // 2. 配置PC13口的模式
6. // 配置高寄存器GPIOx_CRH,x对应A~E中任意一个字母，
7. // CNF13和MODE13用来配置13号口
8. // CNF13配置为00和MODE13配置为11
9. // 3. 端口输出数据寄存器GPIOx_ODR,低电平亮，高电平灭。
10. RCC->APB2ENR = 0x00000010;
11. GPIOC->CRH = 0x00300000;
12. GPIOC->ODR = 0x00002000;

复制代码

基于库函数:

1. // 使用库函数来点灯
2. // 1. 使能时钟,第一个参数选择外设，第二个选择新的状态
3. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
4. // 2. 配置端口模式,GPIO_Init
5. // 第一个参数是选择哪个GPIO，第二个是参数的结构体
6. // 是PC13口的LED，所以第一个参数写GPIOC
7. // 先定义一个结构体GPIO_InitStructure,有三个参数，
8. // 分别是GPIO模式、GPIO端口、GPIO速度
9. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
10. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
11. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
12. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
14. GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
15. // 点灯，GPIO_SetBits将端口设置为高电平
16. GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
17. // 点灯，GPIO_ResetBits将端口设置为低电平
18. // GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);

复制代码

7.STM32体系架构

STM32F103芯片的体系架构

• FLASH
  
• SRAM
  
• BUS
  
• Cortex-M3内核
  
• 外设，通信协议
  

3个被动单元:

• SRAM
  
• FLASH
  
• AHB -> APB
  

4个驱动主动单元:

• Cortex-M3内核DCode总线DBuse
  
• 内核体系总线
  
• DMA1
  
• DMA2
  

其他单元;

• 内核ICode总线
  
• FSMC
  

8.STM32时钟体系

筹划了一个时钟树:

• HSI振荡器时钟（High Speed Internal oscillator，高速内部时钟）
  
• HSE振荡器时钟（High Speed External（Oscillator / Clock），高速外部时钟）
  
• PLL时钟（Phase Locked Loop 锁相环/倍频器）
  
• LSI时钟（Low Speed Internal，低速内部时钟）
  
• LSE时钟（Low Speed External oscillator，低速外部时钟）。
  

9.STM32中断体系

Cortex-M3内核支持256个中断，其中包罗了16个内核中断和240个外部中断，并且具有256级的可编程中断设置。
STM32有84个中断，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级。
STM32F103系列70个中断（咱们如今使用的芯片）有10个内核中断和60个可编程的外部中断。

10.STM32定时器

• 体系定时器（SysTick体系）是属于CM3内核，内嵌在NVIC中。
  
• 体系定时器是一个24bit的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为1 / SYSCLK，一般我们设置体系时钟SYSCLK（与AHB相同）即是72M。当重装载数值寄存器的值递减到0的时间，体系定时器就产生一次中断，以此循环往复。
  
• SysTick定时器能产生中断，CM3为它专门开出一个非常类型，并且在向量表中有它的一席之地。它使操纵体系和其它体系软件在CM3器件间的移植变得简单多了，因为在所有CM3产品间SysTick的处置惩罚方式都是相同的。
  
• 体系定时器一般用于操纵体系，用于产生时基，维持操纵体系的心跳。SysTick定时器除了能服务于操纵体系之外，还能用于其它目标：如作为一个闹铃，用于测量时间等。
  

有4个寄存器与SysTick有关。在core_cm3.h中可以看到有个类型定义的就是SysTick。

1. typedef struct
2. {
3.   __IO uint32_t CTRL;                         /*!< Offset: 0x00  SysTick Control and Status Register */
4.   __IO uint32_t LOAD;                         /*!< Offset: 0x04  SysTick Reload Value Register       */
5.   __IO uint32_t VAL;                          /*!< Offset: 0x08  SysTick Current Value Register      */
6.   __I  uint32_t CALIB;                        /*!< Offset: 0x0C  SysTick Calibration Register        */
7. } SysTick_Type;

复制代码

CTRL: SysTick控制和状态寄存器。

• 
  
  

LOAD: SysTick重装载寄存器。

• 
  
  

VAL: SysTick当前数值寄存器。

• 
  
  

CALIB: SysTick 校准数值寄存器。很少用到。

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