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【经验分享】STM32真的很难学吗?

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-5 21:13
按照整个学习阶段先后顺序的说明,下面更详细的解读来说明问题。
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1.专用术语

4 F  e' ~% T/ R5 w0 B+ |$ D) z9 C
对于MCU来说,在没有接触具体的功能,仅专用名词就一堆,交叉编译,内核,加法器/除法器、协处理器、算法加速器、指令集、浮点运算、流水线、哈佛结构、寄存器(通用和外设)、中断和异常、FLASH、RAM、Cache(缓存)、SDRAM(刷新时间)、USART(波特率,停止位,奇偶检验)、CAN,SPI(片选)和I2C等。

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这里面有的属于基础知识,有的属于进阶需要了解的知识点,这些名词的理解是作为入门者的第一个门槛,如果对一些专用名词不了解,那么组合起来的语句就更加晦涩难懂。

% @4 z1 S' C% I$ M) O$ W
这里说我的学习方法:遇到听不懂的专业术语,去网络上查找理解,并找个本子或电脑通过文档的形式记录下,一段时间回顾一下,好记性不如烂笔头。

7 ^1 D* ~+ X- z3 b
这里推荐<Cortex-M3权威指南>,对于单片机学习中需要了解的内核知识都有说明。
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2.芯片工作流程

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专业术语并不会多难,记住基本不会忘,就算忘了回顾下也简单,在迈过这个坎后,下一步就是理解芯片执行流程和我们要做什么才能让芯片工作起来。
9 p& j6 T( E& I9 v( j9 U0 e
1)在上电后,芯片复位启动。
2)MCU从FLASH通过指令/数据总线分别读取指令和数据,配合解析执行,其中在通过RAM和通用寄存器(以就是R0~R12的内部寄存器)处理可变数据。
3)根据执行的指令,配置和操作外设的的寄存器,从而驱动对应外设实现具体的功能。
4)配合上层组合逻辑,结合外设功能,执行具体应用的全部需求。
- y1 i$ \) }5 o" p
上述就是芯片工作的流程,而作为单片机开发者,实现的代码就是放在FLASH中的程序,由官方提供的SDK包和用户裁剪实现定义的外设驱动组成,按照上述流程就包含:
) I! w) P  n. g" o% O8 y) q( K
芯片的启动过程中对堆栈的初始化,系统相关外设的处理(如时钟) => 这部分由厂商提供,我们把文件放入项目即可,以STM32为例就是启动文件startup_xxx.s和系统初始化的SystemInit函数

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配置应用需要的外设模块,如果你看网上的教学视频,都是从这一步直接开始的,特别是STM32基于STM32CubeMx的实现,会告诉你这么写是满足要求的。
* X2 Q+ }' j$ o5 R0 j9 N$ W. ?/ T
如果你不是愿意深究的人到无所谓,当你深究这东西的时候,就会发现没有人告诉为什么要这么写,迷惑自然就来了,其实这部分就是嵌入式所谓的经验成分。

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如大部分外设模块都要进行时钟使能,GPIO就要配置引脚的上拉/下拉,推挽/开漏,USART配置模式,波特率,奇偶校验,停止位,数据位,还要考虑对应GPIO的端口复用,I2C就要考虑主从模式,根据需要的传输速率确定模块时钟,SDRAM除了考虑引脚复用,时序,还要计算刷新时间来保证数据的稳定,这些知识理论上都是长期在工作中积累出来的。

3 w0 w# w6 g9 s7 N& O0 V: t
在项目需求确定后,根据芯片和器件选型,就能够确定硬件PCB的绘图和布置,功能需求也能确定,如访问外部EPPROM,那么I2C就确定位主模式,并根据EPPROM的读写时序和芯片的性能,考虑到效率和稳定的平衡,就可以确定I2C的速率,考虑布局和其它需求,I2C对应的复用引脚也能确定。

! ]- w- i9 u! M" m& `
事实上,对于真实项目,都是从需求=>项目计划书=>软硬件框架=>软件驱动
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8 x1 ~: x( U/ E) N( ]- a
3.上层应用逻辑实现

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配合外设的应用逻辑实现其实才是项目中最复杂的部分,包含中断前后台系统的交互,可能存在RTOS应用和协议移植,GUI的管理操作,和其它模块如wifi模块,蓝牙模块的交互,不过这部分属于进阶内容,当你对外设模块由一定认知后,这部分应该也会有自己的学习方法,这里我就不在赘述。

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本回答到此就结束了,这只是我对单片机问题关于自己理解的总结,单片机虽然并不需要创新研发未知的技术,但却涉及从芯片底层到软件接口的全部实现,包含对现代计算机技术中向微处理器方向的全部精华技术,也是需要不断学习才能不被时代抛弃。
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8 w2 I$ ~5 `# ?0 _2 J9 t
通过题主的问题描述,题主其实在前期的准备阶段基本已经完成(包括C语言,实验板和编译环境),也开始跟着原子哥的教学视频开始了STM32的学习之路。
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但是,根据我以前给其他朋友的分享,其实题主还差了关键的一个步骤:对STM32 MCU理论知识的学习和理解。

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对于初学者而言,如果对MCU的理论知识(比如时钟树,GPIO/UART/IIC/SPI等配置过程)没有一个扎实和正确的认知,那么个人觉得跟着视频学习,即使学会也大半是知其然而不知其所以然
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当然不排除有的朋友根据视频也能把基础打的牢固(但我觉得他们也在视频学习中穿插了基础的学习和理解)。
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所以基于以上的分析,我建议题主

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1. 先不要着急上手视频教学。
2. 选择一本STM32单片机的理论书籍,围绕最小系统,先从STM32理论知识入手。
3. ( 视频 + 对应理论知识 ) -> 实验板验证。来加深理论知识。
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上面的过程可能会很慢,但是题主的基础知识肯定会打的很扎实,对后面的二次开发和扩展会有很大的帮助。
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