一、专栏简介
本专栏介绍如何利用库函数进行STM32单片机开发，主要针对的单片机型号为STM32F103ZET6。总结来说，“速成”体现在以下方面
• 在讲述基础知识后会有相应的实例或者模板程序
! y  x! Z+ v) l7 T2 Y* n7 F' g9 a6 A• 学习完后会有小项目练习
, x9 \9 P" k) B% J( a6 v/ T• 专栏基础知识部分内容精简，对于“速成”选手更加友好

4 Z' W. o4 A4 _/ J2 [0 b
其次专栏还有以下内容
• 简单介绍编程规范和程序架构
8 L. [* q. Y% E; ^7 f3 @4 j. k/ k• 专栏不断更新一些外设的使用方法并提供例程

! B( @, v. ~6 a( u# n, P" k9 x8 M
- e# U; x. o$ h- n9 x1 L" @6 E1 z9 u二、前期准备
前期准备主要有物品以及相关软件的准备。首先是物品，单片机选用的是普中科技的一款核心板，主控芯片为STM32F102ZET6，是下面的样子

STM32F103ZET6

; _$ s. L$ ]& b8 t) i6 H

; [' a7 o: S6 G2 O$ Y图片上是带有LCD屏幕排母的，有一种是不带的，因为本人开发时经常使用LCD，所以买了带排母的，在某宝和聚诚科技购买的，不带彩屏169RMB。学习过程中除了单片机以外还需要购买调试器，ST-LINK，用来下载程序和调试。USB转TTL（可以直接搜索TTL），用来做串口通信时使用，也可以用来下载程序，但是不可以调试。对于前期学习来讲，这些物品就足够啦。


除了物品之外还需要提前准备一些软件和驱动。比如Keil5，CH340（串口驱动），ST-LINK的驱动，这些都是需要安装的。其他的类似于下载软件，串口调试助手都是不需要安装的，本人用的是普中科技提供的一些常用辅助开发软件，小伙伴们可以自己动手找一下，没有找到的话私信留一下邮箱，注明需要常用辅助开发软件，后续会邮件发送。
9 k( l" X% B/ C- o9 N
' c4 s5 O' E0 Z% z' L
三、编程规范以及程序架构简介
& b2 R, Q* F6 c' m$ ~4 T  c9 c1. 编程规范
对于新手来讲，编程规范以及代码架构也非常重要，有一个良好的编程规范和代码架构，可以提高开发效率，方便问题排查以及后续的程序维护。这里介绍的编程规范很简单，要求不严格。主要有以下几点
" C( a1 |% b# E6 |  ?5 E0 t
! u; x0 F+ w- ~1 [
2 h  W/ P4 d. F  U! i1 ^• 变量定义 变量定义时最好是能够体现该变量所属的外设模块，该变量是否为全局变量，静态变量或者指针变量。变量首字母小写，后面的单词首字母大写。举例如下
! m8 |/ Z1 ~* Y) K6 r* h! r" f
! t8 F# J3 {1 W3 @& j

1. // 以ADC模块为例，需要定义一个存储AD值的变量，举例说明变量命名方式
   
2. 
   5 ~% e" k2 t7 Q4 M) k
3. // 局部变量
   . n: U! s" J. r$ M
4. u32 adValue = 0;
   % w7 F/ Q* V3 c9 b
5. 
   
6. // 全局变量
   
7. u32 gAdcAdValue = 0;   // 加一个g表示是全局变量
   # P  s6 Q% V0 A3 Z3 R, B
8. 
   
9. // 全局静态变量
   
10. static u32 gsAdcAdValue = 0;   // 加一个s表示静态变量
    # q* w6 \4 z4 k+ u3 d
11. 
    ( ]' ]& b  b* j* g* }  d3 J
12. // 指针变量
    7 E6 w8 t; [5 C4 ~- \
13. u32 *gpAdcAdValue = (u32*)0x2000800;   // 加一个p表示为指针变量

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• 注释 函数注释举例如下
. p( W+ ?( T& j/ R3 B# Q' X

1. /*
   : N* P% F' H; _$ V4 [; l2 k* `
2. *==============================================================================
   + a6 d2 F; \. n1 Q& q( t4 p
3. *函数名称：
   $ h8 }/ C7 s" q" `; K/ x
4. *函数功能：
   % }/ g3 e5 Y1 }: L2 l/ e3 d  U
5. *输入参数：
   $ \; n3 T  @' d# r  H8 ?1 X
6. *返回值：无
   
7. *==============================================================================
   $ p  U/ ~  z/ W
8. */

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9 Q* h" P4 @  f+ b3 c$ o; w9 p
, \* o6 Y* B' K7 X对于程序语句注释，如果过长可以在程序上方加注释，如果不是很长可以在程序语句后面空三格输入注释。


) o) X: ^8 W1 A6 W0 g• 函数命名 函数命名要体现函数所属的层级以及函数的功能，关于层级会在代码架构的部分详细说明，这里只说一下函数命名方式。
7 J. \1 K6 \/ d6 a; u

1. // 这里以ADC模块的读取AD值函数为例，说明函数命名方式
   ( h. f+ B& ?: m; M% T* {
2. void Med_Adc_ReadAdValue (void)
   
3. {
   % ]) d& p! R1 p" d
4.     // 函数内容
   
5. }

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% ^( _3 N$ J# h3 W# W0 g% |- N
( r) O4 s9 H8 C# W) O7 [% `这里med指示该函数位于功能层，属于ADC模块，作用是读取AD值。
# ?, c4 W7 w6 Z- `1 z; I+ Y
6 ^, S/ B- h. J  j+ z4 p
7 D, y* i! Q. A: ~6 a5 K$ J- P0 J• if，while等语句的使用 使用if或者while等语句时，需要在括号前面加一个空格，如下

1. if (gAdcAdValue == 0)
   
2. {
   + t& E4 @. j' x% v# U
3.     // 程序语句
   
4. }

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' R5 E0 t9 s1 f3 t! Q
) o, H2 D8 \5 I8 t# _9 d• 四则运算 四则运算符号前后需要加空格，包括等于号等符号。如下
# C2 H, s2 R, e* S

1. c = a * b;

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, H, d: S) `% w( l! w2. 程序架构
该程序架构是本人在工作期间学习的，个人感觉还是有助于提高开发效率，方便后续维护的。主要思想是将一个模块的程序分成三部分，每一部分是一个新建的文件夹，下面都是其他模块相同层级的文件。
5 V* X. P  O, S" n7 w% Y9 U/ _
) X& u+ F* q# @2 C
• Drv 驱动层 该层主要是写一些模块的初始化程序，例如GPIO的初始化，ADC的初始化等。
• Med 功能层 该层主要是完成一些功能性的操作，比如读取AD值，点亮LED等。Med层的函数可以包含Drv层的函数。
- \1 y8 U9 W8 @+ d2 G9 W• App 业务层 该层主要是完成一些业务，比如在点亮LED的基础上实现流水灯，比如显示电压值等。

5 S) S. M# Q  _; ]% K
9 u& t5 m/ ?. \四、STM32F103ZET6简介
STM32F103ZET6是由意法半导体（ST）生产的一款单片机，32指32位。STM32也可以成为32位微处理器。STM32F103ZET6的主时钟频率为72MHz，512KB的FLASH，64KB的SRAM。常用到的有GPIO，中断，ADC，TMR，UART，DMA等。


" }( X0 U+ q! ?, J0 ]" J! F五、程序模板
在使用Keil5编程时，针对一个外设需要新建对应的.c和.h文件。这里以LED模块为例，简单介绍一下本人的常用模板
7 w  \# N! l0 _& @! L2 Y  Y3 ?4 \( p5 j

) q- s8 l) ]0 `- C5 [2 D.c文件
! X2 ^2 |  L( [" q

1. #include "LED.h"   // LED头文件

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, ?% y0 M5 k, _, \) t8 I. k; y
需要注意的是一定要空出来一格，否则编译会报警告。
; k2 I1 L- k7 i1 i) s5 l

文件最后未空一行的警告

.h文件
: b! S' W5 p1 u  Z) t6 a

1. #ifndef _LED_H
   / q' |) Y# _& _0 O; f
2. #define _LED_H
     K* O6 y" @7 k6 h
3. 
   0 {2 I7 r( l' o! B5 B( G
4. #include "sys.h"   // STM32库文件
   6 E8 s  u# U* |6 Y
5. 
   
6. #endif

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.h文件最后也要空出一行，否则也会有警告。
- [, M0 s6 a3 B; D- g" \0 \

7 l# `7 g- s9 ]2 s) i7 F新建完之后需要将这两个文件添加到工程中。


对于.c文件，右键工程文件夹，选择“Manage Project Items”打开。
, {5 ~; p! u( a- [. ^" }1 Q

点击“Add Files”将新建的.c文件加入到对应的文件夹下。

* m6 n  q- C- j& }) G/ f2 e6 J
  W% L% j0 o% e+ b$ q

添加.c文件

5 k5 j1 U; ~# N5 W' o

$ y& V, {5 `- n: M对于.h文件，点击魔术棒，选择“C/C++”，点击三个小点选择对应文件夹即可。

& n6 V" q7 ~3 d7 A* z% K
0 W6 ~# u/ q* w( |

添加.h文件

六、ST-Link调试
在开发过程中学会使用Debug调试，能够帮助我们更快地定位问题。这里简单介绍一下利用ST-Link和普中核心板Debug调试方法。
. C! V4 E9 _- P: E

6.1 硬件连接
首先将ST-Link与核心板连接起来，ST-Link的引脚如下

ST-Link引脚

, Y/ D$ c/ k( Z4 G; L1 ]: D5 w! s
5 a) K" n6 s/ f; K% i# O核心板上并没有给ST-Link预留单独的接口，而是跟JTAG一起。
9 e! {6 Z% W# O) b0 @9 T$ v

0 R* z3 h$ A( v3 s- A其原理图和硬件图如下

  C$ J# J- U5 ]+ H7 |1 PJTAG原理图

! m! E- A: i" S; f. ^- f- \

JTAG硬件图

! W7 S0 _1 e& u" [

: Y% i2 U- f6 b5 L) F  S由原理图可知，ST-Link的“SWCLK”连接核心板的“JTCK”，“SWDIO”连接核心板的“JTMS”，“RST”接“RESET”。
- c3 _9 b/ X9 @% G) O" e
$ [  ^3 \  {( Q/ U) N; d. Y7 ~. U' D
VCC不要接，接好ST-Link后再单独给核心板供电。


6.2 Keil配置
  p4 I: z" Y  r, E/ J3 h- {硬件连接好后开始配置Keil5，关于ST-Link驱动的安装这里就不再做介绍了。

( s4 `: d7 r3 v1 h4 A. D/ g
. J( v' N% I( w% y. i" ]3 W4 K4 p• 首先确定ST-Link驱动是否正常

+ b. P5 n' j5 N4 b! a! B( R2 j

确认ST-Link驱动是否安装正常

. f& j  ]0 G- E9 F3 E% z• 配置Debug 点击魔术棒，选择Debug，下图处选择“ST-Link Debugger”。

2 d1 J- I  e% d' d. l# t' n  r5 u

Debug配置

) D- w; e! I/ o6 A8 d+ m然后再点击“Settings”，在“SWIO”右侧不显示“no target connected”就说明ST-Link连接正常。点击“Flash Download”

4 F" {/ u) h) e/ o: S+ A
. J( i8 k" {4 [5 \! O! W

Flash Download

& l. y! @6 j, o* y

按照图示配置，“Programming Algorithm”只要选择符合芯片型号的即可，需要注意的是，只能保留一个。

Flash Download配置

' m: B5 @8 B, u
按照下图配置“Utilities”。
5 X# L7 B$ d" B4 p4 X% H. L

# W! C* d+ z" i( n" H

配置Utilities

2 f  H* Y! e2 J  t* ~. l4 k1 T8 W至此，Keil5关于ST-Link的内容配置完成，如果小伙伴遇到其他问题，可以多去看一些大佬们的博客。


! \% G6 @  s& p4 B7 A+ u8 k0 r6.3 下载调试
& [- F. _! }4 ^" a配置完上面的内容后就可以使用ST-Link进行下载调试了。下载的话比较简单，编译完成后直接点击下图标注的图标，等到下载完成即可。
5 P9 Z: U9 }3 j2 A0 G5 p
6 K6 {1 b( J) W: j
6 q3 A& ^2 F+ O( Y6 m( B! j

下载程序

% `8 R7 z$ }! m- D1 B
5 L( O# B  |3 y# i2 ^  o
4 {- L& u+ ~( T  J! A& K调试时点击下图所示按钮，进入Debug调试。

* a0 C: h6 V/ l! t6 g

调试按钮

. ?- A, m0 O$ I, b+ ?- [  s
; K$ k9 {  h( A$ U2 k4 T3 z
下面简单介绍一下调试窗口中各个按钮的作用，其他更加详细的介绍需要小伙伴自行搜索，这里参考了这篇大佬的文章KEIL5中Debug调试。
7 h  a' T) D" r) _  d
& f: U1 F6 n. {+ }, d0 E

调试窗口按钮含义

) y; g' a$ G; d. ~* S2 `

3 Z" E( o) u  s2 y; s$ B第一部分从左到右
" m9 Y1 \8 R6 @) @1 s/ a6 D• 复位
! h# ^; C9 u  H# i4 s9 t• 全速运行
& \8 f$ {( r+ C; U' J. ?' d$ W• 停止
, Z5 O" t1 G8 d: |• 每点一次运行一行，遇到函数体会进入
• 每点一次运行一行，遇到函数体不进入，直接执行完到下一行
• 快速执行当前函数剩余语句，然后跳出该函数体，准备执行下一条
! D/ S5 u1 v. Y, E- Z• 直接运行到光标处
1 b9 W7 X0 `# O

6 N9 r4 A! C7 M5 n! b* s' W第二部分从左到右
• 设置当前光标处为断点
1 n) u5 n# v. ]; }0 s• 失能当前光标处断点
$ L9 G' u/ i) x• 失能全部断点
• 删除全部断点
6 `+ g" V6 x; B
) \) @; Q' B5 f* R9 `
% w) E4 A" H% ]4 ~4 g9 x打断点的方法比较简单，直接在想要打断点的一行左侧点击一下，出现一个红点就表示已经添加了断点。断点的作用是能够让程序运行到断点处停止，有助于我们分析函数运行方式以及变量的变化。
0 V# e+ k- o) s2 P6 e
  `: o" O# V. b! H

断点示意图

) B4 z* Q7 L: c! l
; u% H! ], y9 p  P( k
调试时可以查看某一个变量的值。选中想要查看的变量，右键


* m" Y" ~3 K  ~' f9 I2 u

2 Q9 c+ b: ^: D3 j" R; I, C; T# q

查看变量值

) l4 r+ o" Y4 Y

' E5 z) r6 @& u. d, v: Z- `: P7 Q此时就会出现一个窗口，能够查看该变量的值。

4 ]* i* m' e. T. w  J0 y3 R  G

查看变量值

4 w; J' {: E+ E# D0 d1 s9 I转载自： 二土电子
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: D+ R0 u2 _% }5 o! Y