STM32简介（系统结构、引脚定义……）

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STMCU小助手发布时间：2022-10-31 23:42

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文章简介:	STM32简介（系统结构、引脚定义……）

前言
提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：
介绍STM32的片上资源/外设、命名规则、系统结构、引脚定义、启动配置、最小系统电路等基础内容。
STM32：ST指ST公司、M指Microcontroller（微控制器）

一、STM32简介
1）STM32是ST公司基于ARM Cortex-M内核开发的32位微控制器。
2）STM32常用在嵌入式领域。
（1）智能车：循迹小车，读取光电传感器或者摄像头的数据，驱动电机前进和转弯。
（2）无人机：读取陀螺仪加速度计的姿态数据，根据控制算法控制电机速度，保证飞机稳定飞行。
（3）机器人：驱动舵机，控制其关节，让机器人运动。
（4）无线通信：给STM32连接一些2.4G无线模块或者蓝牙、WIFI模块，则具备无线通信能力。
（5）物联网：借助无线通信模块，再通过STM32驱动继电器来控制220v电路的通断。
（6）工业控制：PLC主控。
（7）娱乐电子产品：流水灯之类……
（8）……
3）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。

此处用STM32F103C8T6。

二、STM32F103xxx
! C! L) B/ M4 k* c4 L6 k) c2 q1.STM32F1系列片上资源/外设

NVIC：管理中断，如配置中断优先级等。
SysTick：给操作系统提供定时服务。
RCC：使能外设时钟。
AFIO：复用功能端口重定义，及中断端口配置。
CAN：多应用于汽车领域
RTC：在STM32内部完成年月日、时分秒的计时功能，可接外部备用电池，掉电也可使用。
CRC：判断数据的正确性。
PWR：电源可睡眠，使功耗降低。
GPIO、EXTI、TIM、USART、I2C、SPI、ADC、DMA等都会在专题内逐一介绍。

如果操作片上不存在的外设资源，是无法工作的。

2.命名规则
示例：STM32 F103 C 8 T 6

可见STM32F103C8T6的具体参数为：增强型、48脚、64K字节的闪存存储器、LQFP封装、在-40~85℃间可正常工作。

3.系统结构

将此结构分成四个部分：
**（1）**区域1位Cortex-M3内核，内核引出三条总线；分别是ICode指令总线、DCode数据总线、System系统总线。其中ICode和DCode主要用以连接Flash闪存，Flash中存储的内容为我们所编写的程序。ICode指令总线就是用以加载指令程序的，DCode数据总线是用来加载数据的，比如常量和调试参数等。System系统总线连接其他东西上，如SRAM（用于存储程序运行时的变量数据）、FSMC等。
**（2）**AHB（先进高性能总线）系统总线用于挂在主要外设，挂载的一般是最基本的或者是性能比较高的外设，如复位和时钟控制（RCC）、SDIO、两个桥接（APB1和APB2）等。APB（先进外设总线），用于连接一般的外设；因为AHB与APB在总线协议、总线速度、数据传送格式之间的差异，故中间需要加两个桥接，完后数据的转换和缓存。APB2（一般与AHB同频）的性能比APB1高一些，故连接一些外设中稍微重要的部分，如GPIO、外设的一号（USART1、TIM1、ADC1……）；APB1则连接DAC、外设的其它号（USART2、TIM2……）。前文所述的就为区域3，主要介绍的就是外设种类和分布。
**（3）**区域4为DMA（直接内存访问），可理解为内核CPU小秘书，若是有一些大量搬运数据的工作，为了减少CPU的工作量，给其它工作腾出时间，就将此工作交给DMA来做。
DMA主要用来做如数据搬运一样简单且反复要做的事情，其通过DMA总线连接到总线矩阵上，可以拥有和CPU一样的控制权，用于访问其它外设；当需要DMA搬运数据时，外设就会通过请求线发送DMA请求，然后DMA就会获得总线控制权，访问并转运数据，整个过程不需要CPU的参与，省下CPU的时间来干其它事。

4.引脚定义
在拿到新的芯片时，需要着重的看一下其引脚定义，这样才能大致了解该如何使用该芯片。

砖红色：与电源相关的引脚；有FT则表示其可忍受5V电压，如果没有FT，需要5V的电平就需要加装电平转换电路。
蓝色：与最小系统相关的引脚
绿色：I/O口、功能口相关引脚
主功能就是上电后默认的功能，一般和引脚名称相同；若不同，引脚的实际功能是主功能而不是引脚名称的功能。默认复用功能，是IO口同时连接的外设功能引脚，在配置IO时可以选择是通用IO口还是复用功能。重定义功能，其作用是如果有两个功能同时复用在一个IO上，而且确实需要这两个功能，就可以把其中一个复用功能重映射到其他端口上（前提是，重定义功能的表里有对应的端口）。
**1）**VBAT：备用电池供电引脚，其可接一个3V的电池，当系统电源断电时，备用电池可以给内部的RTC时钟和备份寄存器提供电源。
**2）**2号引脚是IO口或者侵入检测或RTC，IO口可根据程序输出或读取高低电平，是最基本也是最常用功能；侵入检测可以用来做安全保障的功能；RTC可用来输出RTC校准时钟、RTC闹钟脉冲或秒脉冲。
**3）**3、4号引脚是IO口或者接32.768KHz的RTC晶振。
**4）**5、6号引脚接系统主晶振，一般是8MHz。芯片内有锁相环电路，可以对8MHz的频率进行倍频，最终产生72MHz频率，作为系统的主时钟。
**5）**7号NRST为系统复位引脚，N表示它是低电平复位。
**6）**8、9号引脚是内部模拟部分的电源，如ADC、RC振荡器等。VSS为负极，接GND，VDD是正极，接3.3V。
**7）**10~19号引脚都为IO口，PA0兼具Wake-up功能，用于唤醒处于待机模式的STM32.
20号引脚为IO口或者BOOT1引脚，BOOT引脚是用来配置启动模式的。
**8）**23、24号的VSS_1（负极）和VDD_1（正极）是系统的主电源口。后面的VSS_2和VDD_2、VSS_3和VDD_3都是系统的主电源口，STM32内部采用分区供电的模式，把VSS都接GND，VDD都接3.3V即可。
**9）**25~33都为IO口。
**10）**34号加37号40号，都是IO口或者调试端口；默认的主功能是调试端口，调试端口就是用来调试程序和下载程序的，次STM32支持SWD和JTAG两种调试方式。SWD需要两根线，分别是SWDIO和SWCLK；JTAG需要5根线，分别是JTMS、JTCK、JTDI、JTDO、NJTRST。此处介绍用STLINK下载调试程序，在SWD调试方式时，PA15、PB3、PB4可以切换回普通的IO使用，但是要在程序中进行配置，不配置的话默认是不会为IO口的。
**11）**41-43及45~46都是IO口，44号BOOT0做启动配置。

5.启动配置

启动配置的作用就是指定程序开始运行的位置，一般情况下，程序都是在Flash程序存储器开始执行；当然在某些情况下，需要程序在别的地方开始执行，用来完成特殊的功能。
在所述STM32系列中可以通过配置BOOT0和BOOT1引脚，来选择三种启动模式。
**1）**BOOT0接0（即接地），此时BOOT1无论接什么，启动模式都为主闪存存储器模式。
**2）**BOOT1接地，BOOT接1（即接3.3V电源），系统模式被选为启动区域（此模式用来做串口下载用）。BOOTLoader程序，其作用就是接收串口的数据，然后刷新到主闪存中，就可以使用串口下载程序。
**3）**BOOT0接1，BOOT1接1，配置内置SRAM启动，主要用来进行程序调试。
表6 最后一句话的意思为，BOOT引脚的值是在上电复位后的一瞬间是有效的，之后就随意了。

3 Y& [( s/ `1 `5 S, J6.STM32最小系统电路

右侧为STM32及供电部分。滤波电容可保证供电电压的稳定，遇到供电都会习惯的加上几个滤波电容。
OSC32为32.768KHz晶振的意思，32768（2的15次方），内部RTC电路经过2^15分屏，就可生成1s的时间信号。

5 P$ W- D' S. Q/ z3 ^" \" V总结
要想让STM32正常工作，就需要把电源部分和最小系统部分的电路连接好（最小系统版），即引脚定义标砖红和蓝色的部分。仔细阅读官方手册。
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