STM32笔记(1)

STM32学习

本人也是跟着江科大的视频学习的

工具

面包板、杜邦线（公对公、母对母...）、STM32最小系统版、STLink V2、OLED显示屏、keil5 MDK（软件）、发光二极管、9g舵机、TB6612舵机驱动器、万用表、示波器、镊子，按键、LED

学习资料参照江科协的stm32教学

STM32F10xxx参考手册（中文）

[1-1] 课程简介_哔哩哔哩_bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?p=1&vd_source=056851316dfd6bb903466f4e076f4b7e

使用及问题

硬件单元（元器件）

将STM32最小系统版插在面包板上（要使劲点，把是所有引脚插进去，不然接触不良），下面插入0.9寸OLED屏幕（主要是调试和显示），STLink（插在电脑上用于程序下载和供电），LED，按键

带插针的模块可以用杜邦线链接在面包板上，或者跨接在面包板中间，再进行连线。

面包板能进行任意电路的连接，方便连线和修改，有利于结合不同的模块进行开发和学习，也可以避免开发板的一些问题（引脚冲突、引脚无法跟改等），

keil5 MDK 的安装可以和keil C51安装在一个文件夹路径里（就是方便），

常见问题

面包板——程序现象出不来可能是接线问题

如图所示：

ST-Link——接线要严格按照图片接，如果接错了的话，当连上电源无法烧录程序（当你摸ST-Link非常非常非常非常烫且不能正常使用，恭喜你，烧了）

写程序时尽量每个独立字符之间空格

在中断编程里不要写耗时长的代码，中断函数要简短快速，是处理突发事件的
不用再中断函数和主函数调用相同的函数或者操作同一个硬件，

STM32

STM32 简介

STM32是ST公司基于ARM Cortex-M内核开发的32位微控制器

STM32常应用在嵌入式领域：如智能车、无人机、机器人、无线通信、物联网、工业控制、娱乐电子产品等

STM32功能强大、性能优异、片上资源丰富、功耗低，是一款经典的嵌入式微控制器

ARM

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，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构

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

R系列的应用场景比较小，内核型号不多，我用的是STM32F103c8t6的型号（F1系列）

RAM是运行内存，实际的存储介质是SRAM

ROM是程序存储器，实际的存储介质是Flash闪存（如今的单片机和电子设备基本上都是Flash）

供电不能用5V，要用5V就需要稳压芯片降压到3.3V

外设（peripheral）

通过程序配置外设实现功能

深绿色的是位于Cortex-M3内核里面的外设

NVIC

内核用于管理中断的设备，比如配置中断优先级等等

SysTick

内核里面的定时器，主要是给操作系统提供定时服务的，STM32可以加入操作系统（如：FreeRTOS、UCOS），需要ST提供定时进行任务切换功能，可以代替Delay函数的功能

RCC

复位和时钟控制，可以对系统时钟进行配置，使能各个模块的时钟

STM32 其他外设上电默认没有时钟，所以~不给时钟的情况下，操作外设是无效的（为了降低功耗），

所以操作外设必须先使能时钟！！！！！所以操作外设必须先使能时钟！！！！！所以操作外设必须先使能时钟！！！！！（用RCC完成时钟使能）

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

GPIO

通用IO口，可以点灯，读取按键等

TIM

高级定时器、通用定时器、基本定时器

可以定时中断，还可以完成测频率、生成PWM波形（电机驱动、舵机驱动）、配置成专用的编码器接口......

命名规则

系统结构

AHB（先进高性能总线，连接高级或基本外设）系统总线用于挂载主要的外设（如：复位和时钟控制）

桥接（因为AHB和APB总线协议、速度、传输格式不同，需要桥接完成数据的转换和缓存）两个APB1（先进外设总线，连接一般外设）和APB2

性能：AHB(72MHZ)>APB2(72MHZ)>APB1(36MHZ)

引脚定义

红色	蓝色	绿色	FT	No FT
电源相关的引脚	最小系统相关的引脚	IO口、功能口引脚	容忍5V电压	3.3V电压

启动配置

x为接任意，0表示接地，1表示接+3.3V电源

软件安装

安装Keil5 MDK

安装器件支持包

软件注册

安装STLINK（安装过Keil c51，在ARM里面就有了）

安装USB转串口驱动（同上）

新建工程

STM32的开发方式

基于寄存器的方式（同51一样的，用程序直接配置寄存器，底层、高效），但是STM32结构复杂，寄存器太多了
基于标准库的方式（库函数）——ST官方封装好的函数进行调用
基于HAL库的方式 —— 图形化界面快速配置STM32

标准库压缩包：

通用的新建工程步骤

[3-2] LED闪烁&LED流水灯&蜂鸣器_哔哩哔哩_bilibili

桌面新建文件夹（stm32project）

打开Keil5

依次点击打开project，New uVision project，选择stm32projec，在stm32projec内新建文件夹stm32工程模板（文件名：project），点击确定

芯片型号选择STM32F103C8，点击OK

在stm32工程模板文件夹内新建文件夹：library（存放库函数）、user（存放主函数）、start

打开固件库，地址如E:\stm32学习资料\STM32\固件库\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm，全选文件复制粘贴到start里面；把STM32F10x下的stm32f10x.h（用来描述STM32有哪些寄存器和对应地址的）、system_stm32f10x.c、system_stm32f10x.h（配置时钟的）复制粘贴到start；将E:\stm32学习资料\STM32\固件库\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport里面的文件复制粘贴到start里面；

在keil5里面新建start添加工程的文件（启动文件只添加md.s后缀的文件，然后把所以.c和.h文件添加进来）

添加头文件路径：点击魔术棒按钮，在C/C++里面的include paths把start的路径添加进来

配置调试器：打开魔术棒按钮，Debug-ST-Link Debugger-settings-Flash DownLoad-Reset and Run勾上

把E:\stm32学习资料\STM32\固件库\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver里面的ins和src所有的文件复制粘贴到library里面；把E:\stm32学习资料\STM32\固件库\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template里面的三个STM32F10x文件复制粘贴到user里面

就是下面这三个文件

用来配置库函数头文件的包含关系；用来参数检查的库函数定义

存放中断函数的

打开跳转到头文件stm32f10x.h里面的296行，复制USE_STDPERIPH_DRIVER,打开魔术棒C/C++，在Define里面粘贴，像上面一样添加头文件路径paths

你也可以直接复制工程模板

以上的就是基本的建工程步骤了，以后可以套用模版，接下来的是在user中配置main函数

利用库函数点亮PC13口

无论是哪个项目工程，上电之后都要先进行时钟的使能（APB2外设时钟控制）

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); //时钟使能

配置端口模式（根据结构体参数配置GPIO）

选择需要哪一个GPIO，定义GPIO_InitTypeDef结构体

要先定义一个结构体GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure；并且把结构体的每一个参数填上

在GPIO_Init（）函数里面填上对应的东西

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    //端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    //通用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;    //引脚定义
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    //速度
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure); //第一个是选择GPIOx，第二个是一个指向结构体的指针

设置端口的高低电平点灯（高灭低亮）

GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);    //端口设置高电平
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);    //端口设置低电平

补充

新建工程的启动文件选择（型号分类及缩写）
LD小容量产品Low Density
MD....
HD....
XL加大容量产品 Extra Large
......

工程架构

首先进入start文件，进入中断服务函数，其中复位中断是整个程序的入口，当STM32上电复位后，程序进入复位中断，调用SystemInit和main函数

GPIO输出

GPIO简介

GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口 IO口

可以配置为八种输入输出模式

0~3.3V，部分引脚5V（可以在这个端口输入5v电压，具体参考引脚定义图），对输出来说，最大输出3.3v

输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序（SPI，I2C）等

输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等

通常情况下，只需要用高低电平控制的地方，都可以用GPIO来控制完成；如果控制的设备功率较大，只需要加入驱动电路即可

GPIO基本结构

所有的GPIO都挂载在APB2上

GPIOX的外设引脚表示为PX0~15

寄存器是一段特殊的储存器，内核可以通过APB2总线对寄存器进行读写，可以完成输出电平和读取电平的功能，只负责存储数据

驱动器只负责增大驱动能力

GPIO位结构

两个保护二极管对输入电压限伏，VDD——3.3V,VSS——0V；当输入电压>3.3V，上方二极管导通，输入电压流进VDD，避免流入内部对内部电路产生伤害；如果输入电压<0，下方二极管导通，电流从VSS流出，不会吸取内部电路电流；当0<输入电压<3.3，流进电路中

在输入驱动器中，连接了一个上拉电阻（置VDD）和下拉电阻（置VSS），开关可以通过程序配置；如果上通下断，为上拉输入模式（默认为高电平输入）；如果上断下通，为下拉输入模式（默认为低电平输入）；都断开为浮空输入模式

上拉电阻和下拉电阻是为了给输入提供一个默认的输入电平（避免了引脚悬空导致的输入数据不确定），因为对于一个数字端口，输入引脚必须有明确的电平（高电平、低电平），悬空时引脚电平容易被外界干扰而改变

上（下）拉电阻组织较大，是弱上（下）拉，目的是不影响正常输入操作

施密特触发器，对输入电压进行整形，避免了信号波动带来的输出抖动现象；只有在高于阈值才高电平，低于阈值才低电平，在阈值上下限中间的信号波动就被整形了

经过施密特触发器整形过的波形可以直接写入输入数据寄存器

在输出驱动器中，选择通过输出数据寄存器控制，就是普通的IO口输出；而且位设置/清除寄存器（可以对某一位进行跟改）可以单独操作输出数据寄存器的某一位，不影响其他位；

P/N-MOS管（电子开关），在推挽输出模式下都有效；当数据寄存器为1时，上通下断，输出接VDD（也就是输出高电平）；当数据寄存器为0时，下通上断，输出接VSS（也就是输出低电平）；因为在这种模式下，高低电平驱动力强，也把推挽输出叫强推输出模式

在推挽输出下，STM32对IO口是绝对控制，控制高低电平

在开漏输出下，P-MOS无效，只有N-MOS工作；当数据寄存器为1时，下断，输出断开（也就是高阻模式）；当数据寄存器为0时，下通，输出接VSS（也就是输出低电平）；因为在这种模式下，只有低电平有驱动能力，高电平没有

开漏输出（可以作为通信协议的驱动方式，在多机通信时可以避免设备相互干扰，也可以输出5V的电平信号）

引脚配置输入模式时为关闭，两个MOS管都无效（输出关闭了），端口电平由外部信号控制

GPIO模式

通过配置GPIO的端口来配置寄存器，可配置成以下8种模式

使用浮空输入，端口要接上一个连续的驱动源，不能出现悬空的状态

在输入模式下，输出驱动器断开，端口只能输入不能输出

模拟输入：GPIO无效，引脚直接接到片上外设（ADC）

开漏/推挽输出（一个端口一个输出，多个输入）

复用开漏/推挽输出

GPIO输入

外部硬件设备

按键介绍

常见的输入设备，按下导通，松开断开

按键抖动：由于按键内部使用的机械弹簧片进行通断，所以在按下和松手的瞬间会伴随一连串的抖动

传感器模块介绍

传感器模块：传感器元件（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出

光敏电阻传感器——电阻值与光线强弱呈反比

热敏电阻传感器——电阻值与温度强弱呈反比

对射式红外传感器——电阻值与红外线强弱呈反比

反射式红外传感器——电阻值与红外线强弱呈反比

硬件电路

按键

传感器模块

C语言（STM32用的一部分）

C语言数据类型

在51中 int 16位，在32中 int 32位

C语言宏定义

关键词：#define

用途：用一个字符串代替一个数字，方便记忆理解，防止出错；提取程序中经常出现的参数，方便以后修改，可以直接在宏定义里面修改

定义宏定义：#define ABC 123456

引用宏定义：int a = ABC；//等效于int a = 132456；

C语言typedef

关键词：typedef（只能专门给变量类型换名字）

用途：将一个比较长的变量类型名称换个名字，方便使用和理解

定义typedef：typedef unsigned char uint8_t;

引用typedef：uint8_t a;//等效于unsigned char a;

C语言结构体

关键词：struct（结构体也是一种数据类型）

用途：数据打包，不同类型变量的集合

定义结构体变量：struct{char x;int y;float c;} StructName;因为结构体变量类型较长，通常用typedef更改变量类型名称

引用结构体成员：StructName.x = 'A';StructName.y = 33;StructName.z=1.23;或者pStructName->x = 'A';pStructName->y = 33;pStructName->z = 1.23;pStructName为结构体的地址（用‘.'引出结构体成员的数据）

C语言枚举

关键词：enum

用途：定义一个取值受限制的整形变量，用于限制变量取值范围；宏定义的集合

定义枚举变量：enum{FALSE = 0,TRUE = 1}EnumName；因为枚举变量类型较长，所以通用typedef更改变量类型名

引用枚举成员：EnumName = FALSE；EnumName = TRUE；