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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。

7 y5 j$ e& ?- L/ h
1.专用术语
5 h. I7 b* a* z3 L+ ~0 h( s0 D. a; H! I
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。
$ j5 D/ j/ B3 ~$ p! @- q
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。

7 ]4 G0 e8 X2 N& ?) J
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 X, ~8 d+ a, i6 U5 {
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。
' u( z7 L' l/ l% [5 r7 B
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。
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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。

5 s6 B* n6 S- D" v3 n+ f
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:
# X* s: ?1 [; T5 O7 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
6 g5 P" [% [$ T! c, a
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。

3 H  w7 s2 @4 D  r
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。
; e, v) q) h+ }  O$ U
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。
* j  F6 ?4 ~/ E! [
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。
9 C& _- n0 C& G: ]2 ~
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
# W. I9 K0 O1 j+ t& x, s& y
" U) ?  w* _$ ~$ Z+ M
3.上层应用逻辑实现
1 G  y/ L! Z2 R" m8 z
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。
  m+ g% O' o- {5 x
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。
4 q, p) D' V3 L" b: _. b  h/ \

6 [& }' F2 Z+ t" a( z
0 _% v6 L: y1 Z0 B5 `# |9 {. I
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。

; d( H' P- j* @- B4 y- E
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。
' r- B5 [  t% P! k
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# t4 ~. e8 k# s- P5 Q+ b' n+ Z
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。
0 u0 }9 G  ^/ K# O% R9 E4 I
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)。

" r/ \4 S4 j4 F; \( U5 A
所以基于以上的分析,我建议题主:
2 D8 i" l+ g( x$ E# g5 E; b
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。
8 M4 N( s6 H0 \5 g' k
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。
( D  Z; |. Q8 L; G
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