STM32的介绍及MDK

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STMCU小助手发布时间：2022-12-7 16:03

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文章简介:	STM32的介绍及MDK

STM32介绍
STM32命名

armV7的三个系列
A：针对操作系统
R：针对实时系统
M：针对微控制器

STM32F103
STM32F103资源
64KB SRAM
512KB FLASH
2 个基本定时器、4 个通用定时器、2 个高级定时器
2 个 DMA 控制器（共 12 个通道）
3 个 SPI
2 个 IIC
5 个串口
1 个 USB
1 个 CAN
3 个 12 位 ADC、1 个 12 位 DAC
1 个 SDIO 接口、1 个 FSMC 接口
112 个通用 IO 口
84个中断，16个可编程优先级，任意脚中断
带有外部总线（FSMC）可以用来外扩 SRAM 和连接 LCD 等
STM32F103总线架构

四个驱动单元是：
内核 DCode 总线;
该总线将 M3 内核的 DCode 总线与闪存存储器的数据接口相连接，常量加载和调试访问在该总线上面完成。

系统总线;
系统总线：该总线连接 M3 内核的系统总线到总线矩阵，总线矩阵协调内核和 DMA 间访
通用 DMA1;
通用 DMA2;
DMA总线将 DMA 的 AHB 主控接口与总线矩阵相连，总线矩阵协调 CPU 的DCode 和 DMA 到 SRAM,闪存和外设的访问。

四被动单元是：
AHB 到 APB 的桥：连接所有的 APB 设备；
AHB/APB 桥:这两个桥在 AHB 和 2 个 APB 总线间提供同步连接，APB1 操作速度限于36MHz,APB2 操作速度全速。
内部 FlASH 闪存；
内部 SRAM；
FSMC;

总线矩阵
总线矩阵协调内核系统总线和 DMA 主控总线之间的访问仲裁，仲裁利用轮换算法。

ICode总线
该总线将 M3 内核指令总线和闪存指令接口相连，指令的预取在该总线上面完成。

STM32F103引脚

STM32F407
芯片

STM32F407资源
1.内核
   32位高性能ARM Cortex-M4处理器
   时钟：高达168MHz，实际还可以超频一点点
   stm32f407的主频通过PLL倍频后能够达到168MHz，而且芯片内置一个16MHz的晶振和一个32KHz的晶振，可    以满足不同功耗的需求。
支持FPU（浮点运算）和DSP指令
2. 144引脚 114个IO口
3. 存储器容量： 1024K FLASH， 192K SRAM
4. 4~26M的外部高速晶振
5. 内部16MHz的高速RC振荡器
6. 外部低速32.768K的晶振，主要做RTC时钟源
7. 3个12位精度AD[多达24个外部测试通道]

8. 2个12位DA
9. 16个DMA通道，带FIFO和突发支持
10. 定时器多达17个
   10个通用定时器（TIM2和TIM5是32位）
   2个基本定时器
   2个高级定时器
   1个系统定时器
   2个看门狗定时器-
11. 个I2C接口
12. 6个串口
13. 3个SPI接口
14. 2个CAN2.0
15. 2个USB OTG
16. 1个SDIO

F407总线架构

主系统由 32 位多层 AHB 总线矩阵构成。
总线矩阵用于主控总线之间的访问仲裁管理。
仲裁采取循环调度算法。
总线矩阵可实现以下部分互联：
八条主控总线是：
   Cortex-M4 内核 I 总线, D 总线和 S 总线;
   DMA1 存储器总线, DMA2 存储器总线;
   DMA2 外设总线;
   以太网 DMA 总线;
   USB OTG HS DMA 总线;
   七条被控总线：
   内部 FLASH ICode 总线;
   内部 FLASH DCode 总线;
   主要内部 SRAM1(112KB)
   辅助内部 SRAM2(16KB);
   辅助内部 SRAM3(64KB) (仅适用 STM32F42xx 和 STM32F43xx 系列器件);
   AHB1 外设和 AHB2 外设;
   FSMC

STM32F407系统框图

STM32F407地址分配

0x0800 0000开始的flash，从0x2000 0000开始的sram这两部分，其中flash是我们代码烧录的地方，sram是我们程序执行的内存地址。

STM32开发
固件库概念
FWlib叫固件库，FW的单词是Firmware.即固件的意思。STM32的固件库包含C文件和H文件，主要用于存放STM32的一些寄存器的定义及一些底层驱动函数

容量
对于 103 系列，主要是用其中 3 个启动文件
• startup_stm32f10x_ld.s：适用于小容量产品，小容量：FLASH≤32K
• startup_stm32f10x_md.s ：适用于中等容量产品，中容量：64K≤FLASH≤128K
• startup_stm32f10x_hd.s：适用于大容量产品，大容量：256K≤FLASH

STM32启动模式
B0 B1 启动模式
0 X 主闪存存储器
1 0 系统存储器
1 1 内置SRAM

STM32软件
MDK介绍
• MDK是keil公司开发的，为基于Cortex、arm7、arm9等处理器设备提供的一个完整开发环境。
• MDK(Microcontroller Development Kit，字面的意思就是“微控制器开发套装”)。

MDK安装
o 在软件资料，1，软件，MDK5
o 无脑安装
• MDK5破解
o File license Mangement 复制CID
o 在keygen破解软件中运行CID 得到秘钥，记得选择32
o 用管理员身份打开MDK5，再次进入license Management 的New ID Code粘贴

生成HEX文件
点击魔术棒，进入配置菜单，选择 Output。然后勾上下三个选项。其中 Create HEX file 是编译生成 hex 文件，Browser Information 是可以查看变量和函数定义。

支持包安装

可以下载软件，Keil.STM32F1xx_DFP.1.0.5.pack
双击安装

添加宏
因为 3.5 版本的库函数在配置和选择外设的时候通过宏定义来选择的，所以我们需要配置一个全局的宏定义变量。
c/c++界面，然后填写“STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER”到 Define 输入框里面
如果你用的是中容量那么STM32F10X_HD 修改为 STM32F10X_MD，小容量修改为 STM32F10X_LD. 然后点击 OK。

添加头文件路径
对于任何一个工程，我们都需要把工程中引用到的所有头文件的路径都包含到进来。
点击魔术棒，出来一个菜单，然后点击 c/c++选项.然后点击Include Paths 右边的按钮。
弹出一个添加 path 的对话框，然后我们将图上面的 3 个目录添加进去。
记住，keil 只会在一级目录查找，所以如果你的目录下面还有子目录，记得 path一定要定位到最后一级子目录。然后点击 OK.

库函数选择外设
3.5 版本的库函数在配置和选择外设的时候通过宏定义来选择的，所以我们需要配置一个全局的宏定义变量。
c/c++界面，然后填写“STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER”到 Define 输入框里面

如果你用的是中容量那么STM32F10X_HD 修改为 STM32F10X_MD，小容量修改为 STM32F10X_LD. 然后点击 OK。

编译输出

编译工程，在编译之前我们首先要选择编译中间文件编译后存放目录。
方法是点击魔术棒，然后选择“Output”选项下面的“Select folder for objects…”,然后选择目录为我们上面新建的 OBJ 目录。
这里大家注意，如果我们不设置 Output 路径，那么默认的编译中间文件存放目录就是 MDK 自动生成的 Objects 目录和 Listings 目录

第二个图标是全部重新编译按钮（工程大的时候，编译耗时较久，建议少用）

编译成功

从编译信息可以看出，我们的代码占用 FLASH 大小为：
1892 字节（1556+336），所用的 SRAM 大小为：1864 个字节（32+1832）。
Code：表示程序所占用 FLASH 的大小（FLASH）。
RO-data：即 Read Only-data，表示程序定义的常量，如 const 类型（FLASH）。
RW-data：即 Read Write-data，表示已被初始化的全局变量（SRAM）
ZI-data：即 Zero Init-data，表示未被初始化的全局变量(SRAM)

flymcu使用
串口下载软件
flymcu，该软件是mcuisp的升级版本（flymcu新增对STM32F4的支持），由ALIENTEK提供部分赞助，mcuisp 作者开发

特别提醒：不要选择使用 RamIsp，否则，可能没法正常下载。
DTR 的低电平复位，RTS 高电平进 BootLoader
选中这个选择项选，flymcu就会通过 DTR 和 RTS 信号来控制板载的一键下载功能电路，以实现一键下载功能。这个是必要的选项（在 BOOT0 接 GND 的条件下）。

第 1 个圈，圈出了 flymcu 对一键下载电路的控制过程，其实就是控制 DTR和 RTS 电平的变化，控制 BOOT0 和 RESET，从而实现自动下载。

XCOM
串口调试助手，直接打开，设置串口即可(程序中要通过对应的usart发送内容)

程序下载电路

USB 转串口，CH340G，是国内芯片公司南京沁恒的产品，稳定性经测试还不错，所以还是多支持下国产。
首先，mcuisp 控制 DTR 输出低电平，则 DTR_N 输出高，
然后 RTS 置高，则 RTS_N 输出低，这样 Q4 导通了，BOOT0 被拉高，即实现设置 BOOT0 为 1
同时 Q3 也会导通，STM32F4 的复位脚被拉低，实现复位。
然后，延时 100ms 后，mcuisp 控制DTR为高电平，则DTR_N输出低电平，RTS维持高电平，则RTS_N继续为低电平
此时STM32F4的复位引脚，由于 Q3 不再导通，变为高电平，STM32F4 结束复位
但是 BOOT0 还是维持为1，从而进入 ISP 模式，接着 mcuisp 就可以开始连接 STM32F4，下载代码了，从而实现一键下载。

STM32调试
JLink
JTAG与SWD是个接口，JLink指的是仿真器
串口只能下载代码，并不能实时跟踪调试，而利用调试工具，比如 ST-LINK，JLINK 和ULINK 等就可以实时跟踪程序，从而找到你程序中的 bug，使你的开发事半功倍。

JTAG/SWD
调试原理

串行接口，就是SWD，通信数据线两根
JTAG，通信数据线五根，所以用SWD多

使用SWD的话，只需要SWDIO与SWCLK两个引脚。
使用JTAG的话，五个引脚都要用到。

SWD与JTAG的端口映射

默认的五个口不能作为IO口输出

认这五个引脚复位了之后都是用来仿真的，是不能正常使用的，只有禁止了相应的端口，才能释放IO引脚

JTAG/SWD硬件

STM32 的 SWD 接口与 JTAG 是共用的，只要接上 JTAG，你就可以使用 SWD模式了（其实并不需要 JTAG 这么多线），当然，你的调试器必须支持 SWD 模式，JLINK V7/V8、ULINK2 和 ST LINK 等都支持 SWD 调试。

设置禁止JTAG
（在文件stm32f10x_gpio.c中）：调用该函数，有三个选项。407没有复用概念。

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)

复制代码

JLink配置
魔法棒-Debug-JLInk

上图中我们还勾选了 Run to main()，该选项选中后，只要点击仿真就会直接运行到 main 函数，如果没选择这个选项，则会先执行 startup_stm32f10x_hd.s 文件的 Reset_Handler，再跳到main 函数

setting JLink

选择Jlink的时候一般选择10M，JTAG5M就可以了
在 Utilities 选项卡里面设置下载时的目标编程器

进入 FLASH 算法设置Flash DownLoad，在setting的右边两个按钮

设置完之后，点击 OK，然后再点击 OK，回到 IDE 界面，编译一下工程。接下来我们就可以通过 J-LINK 下载代码和调试代码。
只需要点击 LOAD 按钮就可以进行程序下载。

Debug介绍

复位
其功能等同于硬件上按复位按钮。相当于实现了一次硬复位。按下该按钮之后，代码会重新从头开始执行。

执行到断点处
该按钮用来快速执行到断点处，有时候你并不需要观看每步是怎么执行的，而是想快速的执行到程序的某个地方看结果，这个按钮就可以实现这样的功能，前提是你在查看的地方设置了断点。

挂起
此按钮在程序一直执行的时候会变为有效，通过按该按钮，就可以使程序停止下来，进入到单步调试状态。

执行进去
该按钮用来实现执行到某个函数里面去的功能，在没有函数的情况下，是等同于执行过去按钮的。

执行过去
在碰到有函数的地方，通过该按钮就可以单步执行过这个函数，而不进入这个函数单步执行。

执行出去
该按钮是在进入了函数单步调试的时候，有时候你可能不必再执行该函数的剩余部分了，通过该按钮就直接一步执行完函数余下的部分，并跳出函数，回到函数被调用的位置。

执行到光标处
该按钮可以迅速的使程序运行到光标处，其实是挺像执行到断点处按钮功能，但是两者是有区别的，断点可以有多个，但是光标所在处只有一个。

汇编窗口
通过该按钮，就可以查看汇编代码，这对分析程序很有用。

观看变量/堆栈窗口
该按钮按下，会弹出一个显示变量的窗口，在里面可以查看各种你想要看的变量值，也是很常用的一个调试窗口。

串口打印窗口
该按钮按下，会弹出一个类似串口调试助手界面的窗口，用来显示从串口打印出来的内容。

内存查看窗口
该按钮按下，会弹出一个内存查看窗口，可以在里面输入你要查看的内存地址，然后观察这一片内存的变化情况。是很常用的一个调试窗口

性能分析窗口
按下该按钮，会弹出一个观看各个函数执行时间和所占百分比的窗口，用来分析函数的性能是比较有用的。

逻辑分析窗口
按下该按钮会弹出一个逻辑分析窗口，通过 SETUP 按钮新建一些 IO 口，就可以观察这些 IO 口的电平变化情况，以多种形式显示出来，比较直观。
点击 Setup，新建两个信号 PORTB.5 和 PORTE.5