STM32学习笔记【江科协】【1-2】STM32简介_江科协stm32

• STM32是ST公司基于ARM Cortex-M内核开发的32位微控制器

ST：ST公司；

M：Microcontroller（微控制器MCU，单片机）；

32：32位单片机；

内核：ARM Cortex-M，程序指令的执行、加减乘除，相当于芯片CPU

*ST公司拿着ARM公司的内核，完善外围电路，封装起来成了STM32

*以ARM为内核的芯片称为基于ARM内核的单片机

• STM32在嵌入式领域

智能车：用STM32做寻迹小车，读取光电传感器或摄像头数据，然后驱动电机前进和转弯；

无人机：STM32读取陀螺仪加速度计的姿态数据，然后根据控制算法去控制电机的速度，从而保证飞机稳定飞行；

机器人：STM32控制舵机来控制机器人的关节，让机器人运动；

无线通信：给STM32接上2.4G无线模块或者蓝牙、WIFI模块；

物联网：借助无线通信模块通信，比如蓝牙、WIFI、ZigBee，再通过STM32驱动继电器控制220V电路的通断；

工业控制：PLC主控有STM32；

娱乐电子产品

STM32家族

•  ARM既指ARM公司，也指ARM处理器内核
• ARM公司是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，只设计内核不生产实物
• ARM公司设计ARM内核，半导体厂商完善内核周边电路并生产芯片，如STM32 
• ARM内核型号
•  STM32F108C8T6

• 片上资源/外设（Peripheral）

通过程序配置外设到达想要的功能

下面两个是位于Cortex-M3内核里面的外设，其余的则位于内核外

管理中断，如配置中断优先级

内核里的定时器，给操作系统提供定时服务，完成delay函数

STM32可以加入操作系统如FreeRTOS，UCOS等，如果用了这些操作系统，就需SysTick提供定时来进行任务切换功能

对系统的时钟进行配置，使能各模块的时钟。STM32中，其他外设上电情况下默认为了降低功耗没有时钟。不给时钟的情况下，操作外设是无效的，外设也不会工作。所以操作外设之前，应使能时钟。RCC来完成时钟的使能

用来点灯读取按键等

复用端口的重定义，还有中断端口的配置

配置好外部中断后，就可以触发中断，让CPU来处理任务

整个STM32最常用、功能最多的外设

分为高级定时器（最复杂）、通用定时器（最常用）、基本定时器三种类型

可完成定时中断的任务，测频率，生成PWM波形，配置成专用编码器接口等功能

生成PWM波形是电机驱动、舵机驱动的最基本要求

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，无需外部连接AD芯片

帮助CPU完成搬运大量数据这样繁杂的任务

UART异步串口

非常常用的两个通信协议，STM32内置了它们的控制器，可以用硬件输出时序波形

通用IO口模拟时序波形也可

通信协议，多用于汽车领域

通信协议，可用STM32的USB外设做一个模拟鼠标、模拟U盘等设备

实时时钟，在STM32内部完成年月日、时分秒等计算功能，可接外部备用电池，即使掉电也可以正常使用

一种数据的校验方式，用来判断数据的正确性

可让芯片进入睡眠模式等状态，达到省电的目的

这是一段存储器，当系统掉电时，仍可由备用电池保持数据。根据需要还可以完成一些特殊功能。

当单片机因为电磁干扰四级或者程序设计不合理出现死循环时，看门狗可以及时复位芯片，保证系统稳定

在IO口直接输出模拟电压，是ADC模数转换的逆过程

SD卡是接口，可以用来读取SD卡

可变静态存储控制器，可以用来拓展内存，或者配置成其他总线协议，用于某些硬件操作

用OTG功能，可以让STM32作为USB主机去读取其他USB设备

• 这是STM32F1整个系列所有外设，并不是所有型号拥有所有外设，就比如C8T6不含后四个外设
• 具体含几个外设，需看对应型号的数据手册，看外设资源表

总览

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芯片命名规则

芯片的系统结构

   芯片的引脚定义（数据手册上整理而来）

•  对于使用芯片而言，引脚定义非常重要，看完引脚定义大概就知道该如何使用芯片
• 上表中，标红色是电源相关的引脚，标蓝色是最小系统相关引脚，标绿色是IO口、功能口这些引脚
• S代表电源，I代表输入，O代表输出，IO代表输入输出
• I/O口电平代表可容忍电压，FT代表可容忍5V电压，没有FT的只能容忍3.3V电压，
• 若没有FT需要装5V电压需安装电平转换装置
• 主功能，上电后默认的功能，一般与引脚名相同，若不同，引脚的实际功能是主功能而不是引脚名功能
• 默认复用功能，IO口上同时连接的外设功能引脚，这个配置IO口时还可以选择通用IO口还是复用功能
• 重定义功能，当两个功能同时复用在了一个IO口上，确实需要用到这两个功能，把其中一个复用功能重映射到其他端口上，前提是这个重定义功能的表里有对应的端口

依次来看引脚定义

1.VBAT，备用电池供电的引脚，这个引脚可以接个3V的电池，当系统电源断电时，备用电池可以给内部的RTC时钟和大部分寄存器提供电源

2.号引脚是IO口或者侵入检测或者RTC，IO口可以根据程序输出或读取高低电平，是最基本也是最常用的功能，侵入检测可以用来做安全保障的功能（eg：产品的安全性较高，可以在外壳加一些防拆的触点，然后接上电路到这个引脚上，若有人强行拆开设备，那触点断开，这个引脚电平变化，就会触发STM32的侵入信号，然后就会清空数据来保障安全），RTC引脚可以用来输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或者秒脉冲

3.4.号是IO口或者接32.768KHz的RTC晶振

5.6.号引脚接系统的主晶振，一般是8MHz，芯片内部有锁相环电路，可以对这个8MHz的频率进行倍频最终产生72MHz的频率，作为系统的主时钟

7.号NRST是系统复位引脚，N代表它是低电平复位的

8.9.号引脚是内部模拟部分的电源，比如ADC、RC震荡器等，VSS是负极接GND，VDD是正极接3.3V

10~19号引脚是IO口，PA0兼具WKUP的功能，这个可以用于唤醒处于待机模式的STM32

20.号引脚是IO口或者BOOT1引脚，BOOT引脚是用来配置启动模式的

*推荐使用上表加粗的IO口，没有加粗的IO口可能需要配置，或者兼具其他功能

21.22.号都是IO口

23.24.35.36.47.48.号的VSS_1/_2/_3和VDD_1/_2/_3是系统的主电源口，同样的VSS是正极、VDD是负极

*STM32内部采用了分区供电的方式，所以供电口会比较多，在使用时，把VSS都接GND，VDD都接3.3V即可

25~33.号都是IO口

34.37~40.号是IO口或者调试端口，调试端口是用来调试程序和下载程序的，这个STM32支持SWD和JTAG的两种调试方式。SWD需要两根线，分别是SWDIO和SWCLK；JTAG需要5根线，分别是JTMS、JTCK、JTDI、JTDO、NJTRST。使用STLINK下载调试程序，STLINK采用的是SWD的方式，所以只需占用PA13和PA14两个IO口，在使用SWD的调试方式时，剩下的PA15、PB3、PB4可以切换成为普通的IO口来使用，但需要在程序中配置

41~43.号，45~46号都是IO口

44.号BOOT0，用来做启动配置的

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STM32启动配置

 

• 启动配置的作用就是指定程序开始运行的位置。
• 一般情况下，程序都是在Flash程序存储器开始执行，某些情况下，可以让程序在别的地方开始执行，用以完成特殊功能
• 接0就是接地的意思，接X就是无论接哪里，接1就是接3.3V电源+
• 第二个模式01，用来做串口下载用的，系统存储器存的就是STM32一段BootLoader程序（作用是接收串口的数据，然后刷新到主闪存中）

*什么时候用到串口下载？把34.37~40号五个调试端口全部配置成了IO口，无法下载程序，这时使用串口下载；或者没有STLINK，也没有JLINK，那就可以用串口进行下载程序

• 内置SRAM模式启动，是用来程序调试的，现阶段用的比较少
• BOOT引脚的值是在上电复位后的一瞬间有效的，之后就随便了
• 引脚定义中，20号引脚BOOT1和PB2是在同一个引脚上的，上电瞬间，是BOOT1的功能，当第四个时钟过之后，就是PB2的功能了
• 想让STM32正常工作：首先需要把电源部分和最小系统部分的电路连接好，也就是表中标红色和标蓝色的部分

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单片机只有一个芯片是无法工作的，为其连接最基本的电路，这些最基本的电路称为最小系统电路

最小系统电路

 跳线帽

•  自己画板子可以参考这个电路，如果用STM32最小系统板设计电路的话最小系统板上已经包含了这些电路

STM32F103C8T6核心板原理图背面

 *以上是最基本的STM32的介绍，想要学好STM32还需阅读官方详细介绍

 自己在概念上的一些疑惑，通过搜索画了一张思维导图理解