从零开始学STM32F3系列单片机

       STM32 F3开发套件内置陀螺仪和电子罗盘—9个自由度(DOF)MEMS传感器，结合新系列微控制器的先进信号处理和计算功能，可实现具有价格竞争力的传感器融合应用，例如航姿参考系统(Attitude HeadingReference Systems ，AHRS)。传感器融合应用结合强大的计算性能，让设计人员能够在移动游戏、增强实境、光学图像防抖功能、便携式导航系统、机器人和工业自动化系统中实现先进的3D运动检测系统。

: b. R  p9 k' N% d
8 x+ l- U& S0 V" w9 {



8 T* D1 X5 ]# f. F

       开发套件包括一个可直接使用的微控制器系统板，板上集成了STM32F303微控制器和相关芯片，以及LED指示灯、按钮、I/O排针和连接PC的USB接口。微控制器的所有引脚都可扩展至无障碍检测点，便于检测和调试应用设计。

      板载MEMS传感器是L3GD20（3轴数字陀螺仪）和LSM303DLHC（6轴地磁传感器）模块，分别来自意法半导体宽广的MEMS传感器产品组合和iNEMO惯性模块。STM32F3 开发套件与Altium、Atollic、IAR、Keil等领先的第三方软件工具厂商提供的STM32软件开发环境相兼容。

      今天我们学习的就是基于Keil开发环境进行的。

2 X- g, J7 {% Z- s! d

      首先，拿到开发板之后，确保JP3和CN4是连接的，上电后会发现LD1长亮，LD2闪烁：

      1，             点击USER按钮后，陀螺仪开始启动，8颗LED根据陀螺仪的变化开始闪烁不同效果。

      2，             再次点击USER按钮后，电子罗盘开始启动，开发板水平放置时，总有1颗LED指向北方。

+ }% C7 ?' M+ X; @$ a! ?: o

      OK，一个小小的演示完成了，很炫吧！

7 i# `! D) X3 c6 G1 V6 B1 n% ?% z

      STLink驱动的下载地址：http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp

      注意：安装完软件后，需要重新启动电脑才能生效。

% ^+ U. G* D% x4 F* K7 w' Z* s% k
9 }9 T1 d6 S, ^) `2 H# X

      官方提供了例程和模板如图：

0 t7 M) \/ V. {5 G
& O+ P7 t+ H$ p: W3 |% f" r6 @

2 t1 N/ f$ ~3 E: H4 k* l; E7 h

      打开模版里的工程，选择的是MDK-ARM目录下的工程，（不需要配置，因为是已经配置好的）连接上开发板，编译链接、下载程序到开发板中。 开发板此时只有四个led轮流点亮，则证明下载程序成功。

& [( n( G6 [( J, D% H

实验一 UART通讯

      首先，我们看一下如何使用Example文件夹里的例子。打开STM32F30x_StdPeriph_Examples文件夹，会看到有25个例子（ADC、DMA、I2C等），打开ADC文件夹，把里面的所有文件复制，粘贴到STM32F30x_StdPeriph_Templates文件夹里，如下图所示，然后用Keil打开并编译即可。

5 ~1 A4 j6 ?" z$ i) R$ H+ l
. F  @9 v1 U; a' {6 @0 r
: Q2 x" t/ b# B
0 [( h/ w* K! G9 y

      当我们把USART文件夹里的USART_Printf内所有内容拷贝到STM32F30x_StdPeriph_Templates文件夹后，编译运行会在串口调试助手里看到：

9 ?/ x, l% }" y2 z- z4 h% |
" Z( N  i6 c& [2 |5 R/ A+ k/ P1 p

6 S2 J- Z4 g: I+ ?& E* P) c' X

USARTx 配置信息：

) n/ t8 t8 u) j4 J! o

        -BaudRate = 115200 baud  

/ ^, s0 Q2 a9 y5 L! F' S8 Y& U

        - WordLength = 8 Bits

. [6 n) z% _9 e9 ~" y" a9 H

        - OneStop Bit

1 [) ^9 E2 E7 \3 s8 |

        - Noparity

        -Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)

        - Receive and transmit enabled

硬件连接：

3 [& H6 K, A# ]) z9 I" S  Y

       RX_PIN：GPIOE_1

2 U# `3 F& s  I

       TX_PIN：GPIOC_1

      接下来，我们分析一下代码含义，找到时钟配置函数：

      在system_stm32f30x.c文件里的SystemInit( )是系统初始化函数，最先运行的，它的作用是FPU设定、复位关键寄存器、配置系统时钟、映射RAM中断向量表。

      SetSysClock( )是配置系统时钟函数，对内外部时钟及PLL进行了设置，用户可以在这里进行改变。

0 W" q2 F7 D: q% F

. I9 I7 a8 D0 s

5 ?) ~  [1 w" V: B4 O; E

$ Y( V  Z# E& _2 W/ `& a9 e

3 {! e+ `4 i* ?' _: ~3 G

实验二 MEMS陀螺仪

       基于MEMS（MEMS是微机电系统“Micro-Electro-Mechanical Systems”的英文缩写）的陀螺仪价格相比光纤或者激光陀螺便宜很多，但使用精度非常低，需要使用参考传感器进行补偿，以提高使用精度。

       基于MEMS 技术的陀螺仪因其成本低，能批量生产，目前已经能够广泛应用于汽车牵引控制系统、医用设备、军事设备等低成本需求应用中。

* b7 R. E+ |* T' H: V3 z

1. MEMS陀螺仪工作原理

       MEMS陀螺仪利用科里奥效应测量运动物体的角速率，如下图所示。

2 G+ R6 r& ^3 o9 u6 _1 h! b
* K. K' S/ C4 }, t# m4 b! Y1 X* \

- p9 s, d) c  @$ Z7 f& \4 R

       根据科里奥效应，当一个物体（m）沿（V）方向运动且施加角旋转速率（Ω）时，该物体将受到一个黄色箭头方向的力。然后，从一个电容感应结构可以测到科里奥效应最终产生的物理位移。

  [- A( x( h4 N9 s: L9 h1 U7 J
' r* Z5 |$ W, Q" _1 `  t/ f4 H2 p

2.MEMS陀螺仪应用

6 Z( r8 C7 ^7 n7 N3 s$ a& e

       ● MEMS陀螺仪能够测量角速率。数码相机使用陀螺仪检测人手的旋转运动，能够对图像起到稳定的作用。

2 N! l# L+ J8 H7 U

       ● 当汽车导航系统无法接收GPS卫星信号时，偏航陀螺仪能够测量汽车的方位，使汽车始终沿电子地图的规划路线行驶，这个功能被称之为航位推测系统。

$ O. |$ C9 L8 l/ }2 {3 A

       在汽车上，偏航陀螺仪可以开启电子稳定控制（ESC）制动系统，防止汽车急转弯时发生意外事故。当汽车出现翻滚状况时，滚转陀螺仪可以引爆安全气囊。

       ● 偏航陀螺仪还能用于室内机器人控制。

# x5 k" P; e+ Q# ^

       ● 安装在机器人四肢上的多路惯性测量单元(IMU)能够跟踪和监测身体运动。

" u& ^* C. \# O8 ~( m- q

3.MEMS陀螺仪测试

7 G$ ]/ Z1 r3 h; X

       在陀螺仪校准后，应测试陀螺仪的性能，了解如何从陀螺仪原始数据中获取有价值的角位移信息。

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       下面是板载陀螺仪L3GD20的特性：

3 G8 H+ r4 O- I7 o) k4 S

       ·        Three selectablefull scales (250/500/2000 dps)

       ·        I2C/SPIdigital output interface

" J: P0 U2 {4 [: I: V. `

       ·        16 bit-rate valuedata output

; Q- q- s: n- T8 v9 q, i

       ·        8-bit temperaturedata output

1 X1 n# v6 w7 N  F/ O: ]8 E

       ·        Two digital outputlines (interrupt and data ready)

       ·        Integrated low-and high-pass filters with user-selectable bandwidth

' W( }2 Z& ]% ]5 _2 S' T' c

       ·        Wide supplyvoltage: 2.4 V to 3.6 V

1 b* q& W7 ~* O* c& |6 `

       ·        Lowvoltage-compatible IOs (1.8 V)

       ·        Embeddedpower-down and sleep mode

1 E: y( P2 U6 B" _5 U1 j* Q1 D

       ·        Embeddedtemperature sensor

6 w+ a' G* E1 T, D

       ·        Embedded FIFO

& O+ l# R- T& c$ n

       ·        High shocksurvivability

       ·        Extended operatingtemperature range (-40 °C to +85 °C)

       ·        ECOPACK® RoHS and“Green” compliant

       打开Demonstration文件夹里的工程，main.c文件里：

- ]% g7 h$ X) ]3 Q2 r# T

       #define L3G_Sensitivity_250dps     (float)  114.285f

       #define L3G_Sensitivity_500dps     (float)  57.1429f

       #define L3G_Sensitivity_2000dps    (float)   14.285f  

# A- J9 b& D1 S

       宏定义了在不同情况下的陀螺仪分辨率。

       第161行，Demo_GyroConfig( )函数对陀螺仪进行了初始化

" K/ s& `2 v/ X

       下面介绍陀螺仪的结构体，里面存储了关键的参数

/* L3GD20struct */

& ~! q, }0 z- X6 H+ z

typedefstruct

: b, C8 X3 D, j- [* C; [9 [" C0 _

{

  uint8_t Power_Mode;                        /* 电源模式选择 */

5 B$ I" V/ B" O5 Q0 _& o9 L& q

  uint8_t Output_DataRate;                     /* 输出速率     */

  uint8_t Axes_Enable;                        /* 坐标轴时能   */

  uint8_t Band_Width;                        /* 带宽选择     */

  uint8_t BlockData_Update;                   /* 快数据更新   */

  uint8_t Endianness;                         /* 大小端数据选择 */

  uint8_t Full_Scale;                         /* 分辨率选择 */

}L3GD20_InitTypeDef;

       那么，我们如何读到陀螺仪的值，通过Demo_GyroReadAngRate(Buffer)函数，在477行。在487       行，L3GD20_Read(tmpbuffer,L3GD20_OUT_X_L_ADDR,6)用于读取X轴的角度。

voidDemo_GyroReadAngRate (float* pfData)

{

4 `: |/ I- y: E/ F8 k

  uint8_t tmpbuffer[6] ={0};

5 v$ q- d& c; P3 [: [6 c. f" {( Z

  int16_t RawData[3] = {0};

6 Z( {7 j; \9 `0 u

  uint8_t tmpreg = 0;

, m( c: m& ~8 V5 d

  float sensitivity = 0;

  int i =0;

/* 检测 controlregister 4 数据是大端还是小端存储的*/

4 Z- o- S* \2 E- h/ ?7 J4 @

L3GD20_Read(&tmpreg,L3GD20_CTRL_REG4_ADDR,1);

  /* 读取X轴的角度 */

  m6 H+ V5 g: b+ x- J% G

  L3GD20_Read(tmpbuffer,L3GD20_OUT_X_L_ADDR,6);

2 O: B; g2 B6 ?. K5 _

  /* 如果是小端模式 */

0 D, v* D& n* K4 Z( F) q

    if(!(tmpreg & 0x40))

& T# T) c8 B% T/ m# _% k/ ]

  {

    for(i=0; i

学习了，谢谢楼主
& D9 T" K) `6 O: N$ F; J5 M有源码就更好啦

很好，学习了

学习下

看看

做串口实验的时候除了ST-LINK那一条线外，还需要别USB转串口线吗？

官方提供的例程和模板在哪里可以下载到呢？官方网站找不到啊。

学习学习。。。。。。。。

学习学习。。。。。。。。

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值得学习

马克一下

楼主辛苦了

ddddddddddddddddddddd

学习了，很好。。。。

顶一个