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STMCU小助手
发布时间：2022-12-7 16:03
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STM32介绍, X& H4 y/ g, S/ U8 M8 B STM32命名 
% i& L3 ?# E' |4 ?6 z9 t/ k armV7的三个系列. @/ U) x/ \6 u( |$ K A：针对操作系统9 U5 i, C2 z4 ?) P R：针对实时系统 M：针对微控制器) R) q5 L3 j2 m1 Z7 ^- D5 F5 i STM32F103 STM32F103资源" j4 o9 V$ J0 o+ ]' V4 r% S a% c 64KB SRAM 512KB FLASH! v5 z; p# k: O* A 2 个基本定时器、4 个通用定时器、2 个高级定时器( H% Y, a3 B7 `% @+ r# J% P 2 个 DMA 控制器（共 12 个通道）; q2 h: _( }! P& ]7 r 3 个 SPI 2 个 IIC/ o0 K. v5 A4 _' { 5 个串口- h3 Y; Z0 b$ T# w% O9 M. p+ ? 1 个 USB: i& w) a' f- n0 m- U- x 1 个 CAN 3 个 12 位 ADC、1 个 12 位 DAC 1 个 SDIO 接口、1 个 FSMC 接口" J/ c, L. K0 g( X 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8 f3 E' o8 n$ x. m+ W) B! [( `, Z STM32F103总线架构 
4 v1 N0 `5 L" b/ p% P5 F B 四个驱动单元是： 内核 DCode 总线;' y% A( r5 y' o1 g! U& C3 \ 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。 " ?8 D6 k8 a/ j3 ] O 四被动单元是： AHB 到 APB 的桥：连接所有的 APB 设备；) a6 D8 p! ~0 t( n' ~ 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。 H: O5 w0 u0 b; H$ v1 u7 X 内部 FlASH 闪存；( w* R$ G2 M. _9 k/ Y$ ]7 N 内部 SRAM； FSMC;/ r) U0 h7 H, G. S$ E- X' B( B 4 i4 a7 n/ _1 _! u6 E# B$ ?" F6 `6 n, Q 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。 $ N, ]' Q) |; r. t8 e ICode总线3 |( O" u, S& w* K& | 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。 6 r. b5 `6 ~# k. }8 p' s STM32F103引脚8 G( c) c h! ~8 E+ | 
4 Y& T3 H: `' o# {0 ?1 ` E4 | STM32F407! S; C! _# H9 d+ q3 d- w# H 芯片1 z! T N# F5 A6 X' c 3 f' K/ W: J1 \ I! Z: Z 
' v4 W' `, Q/ g1 q }3 ^0 D STM32F407资源! H5 j' A) P5 W, l9 P 1.内核 32位 高性能ARM Cortex-M4处理器- h% `2 `3 f4 y3 Z V, O 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4 ] n; u( M& T- h( @" g 2. 144引脚 114个IO口) a8 [. q8 a6 D; t6 E4 f 3. 存储器容量： 1024K FLASH， 192K SRAM* w% C v3 L( O 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]/ z8 n: D: W5 U8 A) O4 S 
8. 2个12位DA 9. 16个DMA通道，带FIFO和突发支持2 k' C( n' w: ~1 g, g 10. 定时器多达17个( r: I' z) Y. a4 h, ] 10个通用定时器（TIM2和TIM5是32位）: E, k3 y/ |% D, W0 C' K, c 2个基本定时器4 i. P. V- G& ` 2个高级定时器2 O" P; _9 r% L 1个系统定时器# f% j3 P- c& a; u5 }! h: \( l8 p 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' h) l9 x' O% O/ ?$ f8 h ^ 16. 1个SDIO+ {/ {5 a3 L5 Q q4 o 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。2 d2 \8 X- |- V% H% ^- h' D3 I4 c 仲裁采取循环调度算法。* d+ u f' N B8 Z' [: A 总线矩阵可实现以下部分互联：" L( V9 \% E1 Y5 j) s9 m i 八条主控总线是： Cortex-M4 内核 I 总线, D 总线和 S 总线;" [ a9 D1 b6 S: ^4 H DMA1 存储器总线, DMA2 存储器总线; DMA2 外设总线; 以太网 DMA 总线;% v. j l: B! J USB OTG HS DMA 总线; 七条被控总线： 内部 FLASH ICode 总线;" F3 G/ B0 m6 |% f 内部 FLASH DCode 总线;1 X* ]8 N, u$ r" o8 E4 ^, s) U 主要内部 SRAM1(112KB)* U* c5 w5 L9 ]4 Q4 S( s+ D 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;# L" g& X( `$ H8 Z$ @ FSMC) |% z9 U v* V5 H. p( Q5 {) A# h 2 S p3 a+ k4 k- `* b5 T( N STM32F407系统框图 ( w. n1 p& ]. k, e1 Y( x 
# o$ s9 Z _: i3 Z: d8 \ * y8 r n3 d0 i: g+ G STM32F407地址分配 * C: r) D1 O% s& Q 
$ d7 l$ h2 o+ v, E V* W: ^ 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。 2 e, V+ h1 K4 D2 C) @. {: O 
, B. L, j9 p) q$ h% s) C7 c 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) U6 A6 n3 X7 X& d 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' A8 I2 k" J# K0 i( r • startup_stm32f10x_md.s ： 适用于中等容量产品，中容量：64K≤FLASH≤128K5 N% N- R7 c5 ^) k( E • startup_stm32f10x_hd.s： 适用于大容量产品，大容量：256K≤FLASH! N r. X7 U8 y/ m( _ 7 K0 R A! S- F( K9 ?% I STM32启动模式 B0 B1 启动模式5 j7 t8 P( U9 n8 b' V 0 X 主闪存存储器( Z" n8 b; J0 t. l# A 1 0 系统存储器3 j7 U5 B! H; G- n5 h. L$ v 1 1 内置SRAM # }1 p* Z- v O/ B 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”)。) U$ F0 r8 N! N 0 x5 B- l6 b& O' b 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CID8 i1 ]/ u, c/ J. k 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+ r3 v0 ]" a& T9 b) } + ~$ o- r6 U+ r5 Q' x! p. E: K/ K 生成HEX文件' C1 G5 c, A/ Q) u, J 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。% q. G# B5 v2 B" h) G2 Q. B 
+ H" n; [+ B, ]2 a 支持包安装# P3 ?2 A9 P: u9 J. G 
! R8 i: R8 ]0 Y8 \$ x: u 可以下载软件，Keil.STM32F1xx_DFP.1.0.5.pack# m2 B5 U6 D, b 双击安装; X. t& ^7 k* M/ q" ?; {5 B 添加宏. w0 g, t$ w7 Y( ^4 ~, B3 W 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。/ t! C t" D3 _0 f7 b c/c++界面，然后填写“STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER”到 Define 输入框里面) b2 J! h3 D c9 m* R6 C+ h( ~+ V: \ 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。 
3 u/ N. N2 g0 U1 p# y 9 _. ^ s$ x& m' d( F( R( O 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。; P. R9 _1 T. C- h* [; h. V' U* L 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.' p5 d& l1 _) s# L 
3 I0 a2 N3 W- K2 R9 a9 T6 D 库函数选择外设0 T4 t- X4 ^$ K$ b. f 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 - i! _4 n2 O1 Y# l 
4 S: Q1 o+ L. J$ S1 n) q 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。3 K7 ~" ~* m& U! {- U 1 l' o& t4 o" G" ?5 P / \% [2 X1 B, t% p4 }1 h 编译输出" k9 ^- k% X2 H$ ^5 g; l/ g2 y 
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。3 p: ~! j7 y0 W' d( H; n 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。% d K8 g( [9 k+ b6 J$ G$ A$ y 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 $ \0 ~- g* e$ Q+ u) z 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） - {% I, Q, ^- a3 O- `4 n+ t3 u 编译成功0 K% S- L2 H# N . D' f$ ?* ? y5 X% l1 \( o 
1 }2 Z+ e4 u. a 从编译信息可以看出，我们的代码占用 FLASH 大小为：1 Z6 X) o2 t( p+ o4 h, n G# j 1892 字节（1556+336），所用的 SRAM 大小为：1864 个字节（32+1832）。1 A) T* j/ Q z6 z& [ Code：表示程序所占用 FLASH 的大小（FLASH）。' J ?- N; \$ Q3 F RO-data：即 Read Only-data，表示程序定义的常量，如 const 类型（FLASH）。5 d, b) i# Q q6 C7 M- j5 w6 g4 R RW-data：即 Read Write-data，表示已被初始化的全局变量（SRAM）' \" g6 n7 u8 Y5 p4 Z ZI-data：即 Zero Init-data，表示未被初始化的全局变量(SRAM)- G4 |9 H2 ^4 g# L1 f @, X " q. ^5 v% |! m' D) _7 H flymcu使用5 n: P3 C4 Q' Z: e9 J! J% T( o 串口下载软件% l- P) W0 H, \ 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8 |9 d2 U% H$ }1 @ 7 a6 J- f8 i0 J4 `) u 
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）。 6 f9 j1 r+ Y+ V% E% l$ d9 J0 _' N 
( L* G N4 r# ~3 g9 _9 z* L8 ` 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。 : L0 p8 e: K+ h: ~* k% |( @% k 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); W7 ?( e F% L/ H, f% b / p6 j m0 T( e 
# x8 _/ w9 B* N 程序下载电路5 b" m4 W9 n* R5 l" @ + V1 V: y, z4 G- u/ q6 |! x" g; y 
: V# M6 d+ o* a' X: x; _ 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& U8 }) Z/ @7 u; ]/ h 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6 W( N; X0 r6 d 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。8 k7 M5 C' I: A0 _3 z+ c' _0 J 7 R, L$ X4 w( z2 S STM32调试 JLink% l6 W, v2 P* G9 ? JTAG与SWD是个接口，JLink指的是仿真器' b1 _3 k3 F+ I2 e& f/ e% N 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。2 R* ]& ]3 Y1 P9 s; K, F5 `' @ # B3 t' m; q/ \6 R( \6 K 
( }4 D$ Q# e- _. d JTAG/SWD& S# O# C8 c' z: y$ ? 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 $ O. G6 q. t! O0 Y 
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。 + Y9 C1 k# M( Q2 k SWD与JTAG的端口映射7 V& {$ j/ l+ |# P, Z3 s& n 
" f: U9 _& I8 d0 ~& u4 n3 T& U 默认的五个口不能作为IO口输出4 w/ C( a' A! {1 F2 n# F# n 0 l* O2 I {# \) N 
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7 I' H1 l) o3 I5 X3 y & `. ]' a5 t" z7 o5 s% P ) @; { f8 \3 D( ?2 _$ b JTAG/SWD硬件 
1 Z$ Z+ ]0 w+ E0 b$ ], `% U( E 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。- x: r* e, O! |- u* p- T 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。 1 T$ F7 ?& d1 a. V; w" R
JLink配置8 @4 j& {+ F. ^7 Q( j 魔法棒-Debug-JLInk 
8 j9 t+ Q. }$ b. G+ H ]) p. y3 b) r 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' r6 F/ B4 ?1 p8 g setting JLink 
选择Jlink的时候一般选择10M，JTAG5M就可以了$ v1 S4 @- ]4 j2 T5 E2 L 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8 z. o: t, f: ]# f 
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。 5 V2 g9 Z/ z( @! ` 
Debug介绍3 N+ k2 Q8 ^ ~4 C/ } 
0 L k7 {. ^: l y( \ 复位$ ]' ?4 V8 d: ?+ H4 r5 y: z 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。" g% s* p8 r; H& T9 f 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。2 c! N; @' F" i. o' U# N! I 执行进去3 I4 X/ V/ g$ X. b 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。 4 s/ q s( A5 Y% l. V/ f) h; W 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。; E0 Y4 P, E6 @1 {( V% v 执行到光标处9 |! W& U0 V+ ^ 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。5 q% j4 D+ g4 q$ I7 ^, G/ K( Z $ O/ I. u5 a0 G% x& U8 ]: c 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+ d; L' u1 ]2 m ` 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。 " {* d3 d- B0 p; j ] 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。9 j3 o9 ]3 U- W# e; J 内存查看窗口+ K; Y5 s8 r& V$ L' F 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。: v; x! Y+ {9 p 逻辑分析窗口0 T9 ]/ ~: f# o 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. F8 T" C& l& }5 |! P3 K 
! @& G3 t7 _# h. p( T2 f Display Type 选择 bit q/ ?& Z1 N5 D- N 7 B r q' q2 d$ F: }' L 
7 V+ Q# L. O% Z+ g 
7 c, w1 j5 m! v. Z/ M! H& P$ z# J 注意 Gird 要调节到 0.2s 左右比较合适，可以通过 Zoom 里面的 In 按钮来放大波形，通过 Out 按钮来缩小波形，或者按 All 显示全部波形。5 M- a2 R8 s7 P2 u9 O" l0 |$ s ————————————————, a+ A( t w: p+ w: P6 [$ l 版权声明：32码奴 |
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