STM32初探经验分享

STMCU小助手 · 2023-03-10T02:50:21+00:00

前言 4 R; P# I& m3 W6 {7 g6 }由于个人原因已经有好长时间没搞了，最近工作需要，但是拿起32基本上都忘记差不多了，接下来一段时间将急中学习一下STM32的基础知识。以前是学习的库函数版本，有一定的基础，因此这次入手准备直接从头开始学习寄存器版本的程序，有助于更加深的理解STM中对寄存器的操作。2 y) c4 H8 c+ L ) F: [3 g' \' L' D% Z/ \重新拿出开发板，感到既熟悉又陌生，这篇博客先说一下学习准备，接下来的博客会更新后续实验。 ) g% _9 x9 T! ]/ |) k) A1 a6 [ a: | `% C, [- E ' G' i/ c7 v( Y( l8 ?学习方法 f( w0 {- D) G一、学习准备+ A0 i. Q ~. n4 m; I 2.1 C语言基础' y* u, F5 n2 ^, U( F2 @4 F9 k 学习STM32前C语言必须得过关，否则对于代码的理解和32的学会很难。+ {6 \" G4 _9 L( _+ q7 b, F2 S 7 V& F, v" q. ]0 ^: r 2.2 开发环境的搭建 $ o" h- v- L$ z, r1 [( Z开发软件使用Keil uVision5$ D5 x( [! h0 J) ]! ]4 B* H8 E 调试工具：JTAG、ST-LINK/V2 2 T) A0 v7 m3 K$ C( o6 X0 @ d1 R# J- i 下载程序：可以直接使用调试工具下载，也可以使用串口下载，串口下载的时候需要用到串口助手 ! E Y, `$ D" e0 G! ? & e1 F. F7 ?8 P6 J2.3 寄存器版本代码说明8 A8 S' j W$ x 掌握库函数的基本配置方法。了解寄存器底层配置过程，以便深入了解STM32芯片本质。 + Y! P- f+ E) ?/ P9 U5 Q 2 K: C, R) Q8 }' A `+ a* H3 I4 { 二、参考的资料（文档） O" h3 o# A' }4 U 芯片的内核（最底层）:CM3/CM4权威指南（由ARM提供）0 e1 p% n, S k/ I& g 芯片参考手册（功能寄存器特性描述）:STM32F1/F4中文参考手册（由ST提供） 6 B+ v3 Y( \! [% H* Z7 s" w! o1 e7 I芯片数据手册（芯片电气参数及引脚说明）:STM32F407ZGT6* }- U/ K; Y0 k5 F) J STM32F407开发指南—寄存器版本（这里使用的是正点原子的开发板）及其配套视频5 f5 }6 u$ ^; `' E) v 开发板原理图：Explorer STM32F4_Vxx_SCH.pdf' M& L% `2 f4 l% x- C ST官方资料下载地址9 |1 l( m6 ^$ W4 \6 M4 S0 C9 [ : B" h& c8 W9 [5 q. W& V+ @三、学习资源（硬件）: H! H/ b9 T1 O3 v 这里使用的是正点原子的STM32F4系列的探索者开发板，这里将开发板硬件资源做一下简单介绍，其具体介绍再不完全手册前两章有详细介绍。大家做好也看一下。2 ^3 q. u5 w: z: a$ e/ _( c ) c; B2 @7 F5 n* S [" g& Y4 W ) N* d2 h6 Y& m3 o4 S 7 W& E1 ]# X) b1 d7 x8 sALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板板载主要资源如下： # I/ i! P2 p7 _- B# x* d) E◆ CPU： STM32F407ZGT6， LQFP144， FLASH： 1024K=1M， SRAM： 192K；7 O, x. Y9 s2 o4 x: G! X ◆ 外扩 SRAM： IS62WV51216， 1M 字节1 o& y7 A& e. r1 @; i7 i2 W/ P ◆ 外扩 SPI FLASH： W25Q128， 16M 字节+ ~! _3 g' p. {0 E. Y3 w ◆ 2 个状态指示灯（DS0：红色， DS1：绿色）* j4 a' x1 H" n& V3 X ◆ 1 个红外接收头，并配备一款小巧的红外遥控器 ) p- n Z0 z4 @0 N& k8 J+ ~+ ~◆ 1 个 EEPROM 芯片， 24C02，容量 256 字节! G8 v% _: y; Q9 F ◆ 1 个六轴（陀螺仪+加速度）传感器芯片， MPU60509 H8 _& v+ ]- }8 F/ M$ y2 M ◆ 1 个高性能音频编解码芯片， WM8978 7 Z% P. C1 \- v& a3 a2 R3 N◆ 1 个 2.4G 无线模块接口，支持 NRF24L01 无线模块 % ?) m( I$ G1 s! B◆ 1 路 CAN 接口，采用 TJA1050 芯片 $ D& w+ C( M& P# K1 z% s◆ 1 路 485 接口，采用 SP3485 芯片/ |0 R8 v+ A8 P) C e6 |* Z ◆ 2 路 RS232 串口（一公一母）接口，采用 SP3232 芯片 $ L# j# l$ `$ v3 h7 H+ J* t5 v' H) |7 M◆ 1 路单总线接口，支持 DS18B20/DHT11 等单总线传感器# o% a7 B/ a0 L6 B5 ]: v7 c" l ◆ 1 个 ATK 模块接口，支持 ALIENTEK 蓝牙/GPS 模块3 g! Z0 n2 A2 @1 h5 a3 k ◆ 1 个光敏传感器0 a: D6 H) x& r H- Z$ E ◆ 1 个标准的 2.4/2.8/3.5/4.3/7 寸 LCD 接口，支持电阻/电容触摸屏, u t2 S, ^3 N' C ◆ 1 个摄像头模块接口 ) _3 a8 ~% W7 g# F7 o◆ 1 个 OLED 模块接口 " `$ I3 w% c* z◆ 1 个 USB 串口，可用于程序下载和代码调试（USMART 调试） , I' }( P$ i1 y8 I1 L6 I◆ 1 个 USB SLAVE 接口，用于 USB 从机通信- p# ?$ D: _5 w9 o& G2 o6 N ◆ 1 个 USB HOST(OTG)接口，用于 USB 主机通信 2 |' e! Y; t6 R3 q l5 w. k9 v◆ 1 个有源蜂鸣器/ T/ Q9 x9 n& a ◆ 1 个 RS232/RS485 选择接口) K. U. J( y; c. u! O ◆ 1 个 RS232/模块选择接口 $ v! X' S% K9 x& H: ^◆ 1 个 CAN/USB 选择接口+ f9 [; |" W0 S" w0 I; ^ ◆ 1 个串口选择接口 * q$ d" l9 T, L( O8 V◆ 1 个 SD 卡接口（在板子背面） 4 Z" b" O: d, L◆ 1 个百兆以太网接口（RJ45） 4 I! ?, _1 ^) K& y! y◆ 1 个标准的 JTAG/SWD 调试下载口 : f. L5 a# ^% ]◆ 1 个录音头（MIC/咪头）) a. T" k0 l; ] ◆ 1 路立体声音频输出接口 3 i$ u% T4 L" S6 ^6 i5 q' Q9 f7 j◆ 1 路立体声录音输入接口 % \5 p5 y5 G/ T2 n◆ 1 路扬声器输出接口，可接 1W 左右小喇叭 }6 Z$ ^8 c; ^2 X0 S0 f A ◆ 1 组多功能端口（DAC/ADC/PWM DAC/AUDIO IN/TPAD）0 D' P# I/ K2 K7 L5 {, X ◆ 1 个参考电压设置接口 & a- \4 l. F+ Z2 O2 q: M4 L◆ 1 个直流电源输入接口（输入电压范围： DC6~16V）+ U1 S( t+ V& t" k ◆ 1 个启动模式选择配置接口3 e" d9 a4 q; b. N! e/ ~ 9 `" {# D) d, V◆ 1 个 RTC 后备电池座，并带电池 ! \. }' A5 ^6 v, N% f7 w1 X◆ 1 个复位按钮，可用于复位 MCU 和 LCD2 d/ }2 \% W R+ H' J! Y' h ◆ 4 个功能按钮，其中 KEY_UP(即 WK_UP)兼具唤醒功能4 D! l; D: L$ \, C T0 w! j ◆ 1 个电容触摸按键: \* e2 K) ?2 \" G0 O+ ^ ◆ 1 个电源开关，控制整个板的电源' f1 Y. d0 B% ^* l" d/ p5 ? ◆ 独创的一键下载功能# l" L0 }* H- }* y+ R: S ◆ 除晶振占用的 IO 口外，其余所有 IO 口全部引出9 T9 K4 P) V* b- ~# R 3 i/ N9 o% \( K# @+ u1 ^- ?: L7 W STM32芯片学习内容 Q& l. x. Y. |$ C5 m1 r! d+ n一、学习的内容: O3 n5 G& d: d9 [. V/ q5 @- W! S 芯片的初步了解# q, w( P8 U1 o STM32F407用的是Cortex-M4内核，Cortex-M4采用的是ARMv7-ME架构" {# b- ]1 n3 ^1 G! C, m6 l Cortex-M4内核，增加浮点运算和增强的DSP处理指令 ) R0 P! N5 F% X; u168MHz高速运行时210DMIPS的处理能力 e, W; P; k; W 32位定时器(M3是16位的定时器) ^7 ^# g* g1 q/ y0 T1 mSTM32家族：405.407.415.429.437$ O0 w/ e2 k* X 8 d$ J/ t+ e7 g4 ^, Q6 y9 N" {1 \ 二、基本资源 8 x" k- F! Q% i* ]基本外设：GPIO输入输出、外部中段、定时器（中断）、串口 . x7 j! o1 j6 t$ a" o5 n; n% F基本外设接口：串口、SPI、I2C、ADC/DAC、WDG、FSMC、SDIO等 7 R! L# k) }% r) \# |" x$ q5 U高级系统功能：UCOS、FATFS、EMWIN等 / v- ?; s' O' o; d7 m1 ~/ L2.1 内核; D: y& x/ n5 ^9 K3 ~ 32位高性能ARM Cortex-M4处理器 + r" i- I+ }- A3 I) F# A时钟：168M 支持FPU(浮点运算)和DSP指令 5 Z0 f z* ~& J% z' i ! u6 v# {3 e. \. x2.2 IO口 / \$ d, @0 Q0 {- FSTM32F4007ZGT6：144引脚 114个IO- E, A# o, x% E8 G. f 大部分都支持5V（数据手册中FT的都支持，模拟通道不支持）0 c# n G$ Q! i. A! r L: H+ p: s7 m 支持调试：SWD和JTAG，SWD只要2条数据线5 u" s- g, l. | 6 c4 z4 T1 Z# `3 r' V2.3 存储容量 ! E3 {3 i# ]' o1024k flash 192 SRAM ( O2 i, m/ R5 f2 I5 D, q$ J. N) u/ i5 n y7 C( P 2.4 时钟和电源管理 # P3 w+ |/ ]1 d$ ]% o. O1 O& ?1.8v~3.6v电源和IO电压 ! z: M) V- K% T) M5 r& r$ N上电/掉电复位、可编程的电压监控" p6 n. `1 }7 L( _$ U- f 强大的时钟系统2 t8 d. h* `+ t+ Z 4~26M的外部高速晶振0 y: n5 f5 Q9 c2 j7 o 内部16MHz的高速RC振荡器 6 |' D: f4 B- f& f2 x/ F( v; O内部32KHz低速RC振荡器，看门狗 0 O* |, I6 h* w内部锁相环（PLL，倍频），一般系统时钟都是外部或内部高速时钟经过PLL倍频后得到. t% `/ o* O+ M* {: x l 外部低速32.768K的晶振，主要做RTC时钟源 % f7 U: G+ x, d% L0 s8 e 2 O. i0 z1 `: }' e) P. ^2.5 低功耗+ u& G7 L, S- | 睡眠，停止和待机三种低功耗模式3 x) J! S0 p+ g3 |- T 可用电池为RTC和备份寄存器供电 $ r3 g6 x' N' w5 I+ O5 j; U5 H' M7 M1 f 2.6 AD、DA; {5 B! i/ q8 R% v5 n 3个12位AD[24个外部测量通道] $ d8 H6 {. T* c$ J& `4 w内部通道可用于内部温度测量 ; B' L0 p( M9 }$ d0 l8 g内置参考电压 u4 T5 q! D& e% F2 X+ g : O4 f3 \: m/ \" Y# D " j9 b7 g# o1 f2 T5 o. x9 Y$ x/ B2 r( I 2个12位DA $ [3 y% ^7 C3 v) X3 i. B0 f4 c$ Y& J6 `: z' ] 2.7 DMA) h! y" Z& l9 \* B 16个DMA通道，带FIFO和突发支持 : u7 E( b( J9 c( w [% `# |; j9 O$ h# K! t( {& X支持外设：定时器，ADC,DAC,SDIO,I2S,SPI,I2C,USART* L$ R4 t( E, w0 ]; t( p( Q2 U y2 n " |1 I) A& o. \# u) T7 c 2.8 定时器' p: }0 X% n9 p* p% T/ u3 u 17个定时器 0 M5 h+ i$ t; p' f+ s+ g10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6 R- D/ Y8 x! [: x9 P* c - y9 b$ \6 M# l9 w& M: R G! ~2.9 通信接口 - X# r5 }; B2 s! @8 p- B+ f9 a17个通信接口 # [' f: ^5 T$ X/ }# N5 |3个I2C接口、6个USART（串口）、3个SPI接口、2个CAN2.0接口、2个USB OTG、1个SDIO5 j2 E+ |3 b9 H7 X ! T# ?( A( J& Q$ B 总结 + x+ ~: p2 R& G2 `9 ?目前就先准备这么多，之后随着学习后面的学习博客也会随之更新。0 {1 f3 Y; ~2 i6 j3 E7 Z ————————————————; W' Q7 ?2 ?4 E C, J$ `9 V5 D 版权声明：追逐者-桥 7 B* M( u# g3 c4 l % r9 q) h% ?& r5 X7 R5 k& V/ `2 _5 l4 E* n" @$ a

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STMCU小助手发布时间：2023-3-10 10:50

技术帖
文章封面:
文章简介:	STM32初探经验分享

前言
由于个人原因已经有好长时间没搞了，最近工作需要，但是拿起32基本上都忘记差不多了，接下来一段时间将急中学习一下STM32的基础知识。以前是学习的库函数版本，有一定的基础，因此这次入手准备直接从头开始学习寄存器版本的程序，有助于更加深的理解STM中对寄存器的操作。

重新拿出开发板，感到既熟悉又陌生，这篇博客先说一下学习准备，接下来的博客会更新后续实验。

学习方法
f( w0 {- D) G一、学习准备
2.1 C语言基础
学习STM32前C语言必须得过关，否则对于代码的理解和32的学会很难。

2.2 开发环境的搭建
开发软件使用Keil uVision5
调试工具：JTAG、ST-LINK/V2

下载程序：可以直接使用调试工具下载，也可以使用串口下载，串口下载的时候需要用到串口助手

2.3 寄存器版本代码说明
掌握库函数的基本配置方法。了解寄存器底层配置过程，以便深入了解STM32芯片本质。

二、参考的资料（文档）
芯片的内核（最底层）:CM3/CM4权威指南（由ARM提供）
芯片参考手册（功能寄存器特性描述）:STM32F1/F4中文参考手册（由ST提供）
芯片数据手册（芯片电气参数及引脚说明）:STM32F407ZGT6
STM32F407开发指南—寄存器版本（这里使用的是正点原子的开发板）及其配套视频
开发板原理图：Explorer STM32F4_Vxx_SCH.pdf
ST官方资料下载地址

三、学习资源（硬件）
这里使用的是正点原子的STM32F4系列的探索者开发板，这里将开发板硬件资源做一下简单介绍，其具体介绍再不完全手册前两章有详细介绍。大家做好也看一下。

ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板板载主要资源如下：
◆ CPU： STM32F407ZGT6， LQFP144， FLASH： 1024K=1M， SRAM： 192K；
◆ 外扩 SRAM： IS62WV51216， 1M 字节
◆ 外扩 SPI  FLASH： W25Q128， 16M 字节
◆ 2 个状态指示灯（DS0：红色， DS1：绿色）
◆ 1 个红外接收头，并配备一款小巧的红外遥控器
◆ 1 个 EEPROM 芯片， 24C02，容量 256 字节
◆ 1 个六轴（陀螺仪+加速度）传感器芯片， MPU6050
◆ 1 个高性能音频编解码芯片， WM8978
◆ 1 个 2.4G 无线模块接口，支持 NRF24L01 无线模块
◆ 1 路 CAN 接口，采用 TJA1050 芯片
◆ 1 路 485 接口，采用 SP3485 芯片
◆ 2 路 RS232 串口（一公一母）接口，采用 SP3232 芯片
◆ 1 路单总线接口，支持 DS18B20/DHT11 等单总线传感器
◆ 1 个 ATK 模块接口，支持 ALIENTEK 蓝牙/GPS 模块
◆ 1 个光敏传感器
◆ 1 个标准的 2.4/2.8/3.5/4.3/7 寸 LCD 接口，支持电阻/电容触摸屏
◆ 1 个摄像头模块接口
◆ 1 个 OLED 模块接口
◆ 1 个 USB 串口，可用于程序下载和代码调试（USMART 调试）
◆ 1 个 USB SLAVE 接口，用于 USB 从机通信
◆ 1 个 USB HOST(OTG)接口，用于 USB 主机通信
◆ 1 个有源蜂鸣器
◆ 1 个 RS232/RS485 选择接口
◆ 1 个 RS232/模块选择接口
◆ 1 个 CAN/USB 选择接口
◆ 1 个串口选择接口
◆ 1 个 SD 卡接口（在板子背面）
◆ 1 个百兆以太网接口（RJ45）
◆ 1 个标准的 JTAG/SWD 调试下载口
◆ 1 个录音头（MIC/咪头）
◆ 1 路立体声音频输出接口
◆ 1 路立体声录音输入接口
◆ 1 路扬声器输出接口，可接 1W 左右小喇叭
◆ 1 组多功能端口（DAC/ADC/PWM DAC/AUDIO IN/TPAD）
◆ 1 个参考电压设置接口
◆ 1 个直流电源输入接口（输入电压范围： DC6~16V）
◆ 1 个启动模式选择配置接口

◆ 1 个 RTC 后备电池座，并带电池
◆ 1 个复位按钮，可用于复位 MCU 和 LCD
◆ 4 个功能按钮，其中 KEY_UP(即 WK_UP)兼具唤醒功能
◆ 1 个电容触摸按键
◆ 1 个电源开关，控制整个板的电源
◆ 独创的一键下载功能
◆ 除晶振占用的 IO 口外，其余所有 IO 口全部引出

STM32芯片学习内容
一、学习的内容
芯片的初步了解
STM32F407用的是Cortex-M4内核，Cortex-M4采用的是ARMv7-ME架构
Cortex-M4内核，增加浮点运算和增强的DSP处理指令
168MHz高速运行时210DMIPS的处理能力
32位定时器(M3是16位的定时器)
STM32家族：405.407.415.429.437

二、基本资源
基本外设：GPIO输入输出、外部中段、定时器（中断）、串口
基本外设接口：串口、SPI、I2C、ADC/DAC、WDG、FSMC、SDIO等
高级系统功能：UCOS、FATFS、EMWIN等
2.1 内核
32位高性能ARM Cortex-M4处理器
时钟：168M  支持FPU(浮点运算)和DSP指令

2.2 IO口
STM32F4007ZGT6：144引脚 114个IO
大部分都支持5V（数据手册中FT的都支持，模拟通道不支持）
支持调试：SWD和JTAG，SWD只要2条数据线

2.3 存储容量
1024k flash 192  SRAM

2.4 时钟和电源管理
1.8v~3.6v电源和IO电压
上电/掉电复位、可编程的电压监控
强大的时钟系统
4~26M的外部高速晶振
内部16MHz的高速RC振荡器
内部32KHz低速RC振荡器，看门狗
内部锁相环（PLL，倍频），一般系统时钟都是外部或内部高速时钟经过PLL倍频后得到
外部低速32.768K的晶振，主要做RTC时钟源

2.5 低功耗
睡眠，停止和待机三种低功耗模式
可用电池为RTC和备份寄存器供电

2.6 AD、DA
3个12位AD[24个外部测量通道]
内部通道可用于内部温度测量
内置参考电压

2个12位DA

2.7 DMA
16个DMA通道，带FIFO和突发支持

支持外设：定时器，ADC,DAC,SDIO,I2S,SPI,I2C,USART

2.8 定时器
17个定时器
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

- y9 b$ \6 M# l9 w& M: R G! ~2.9 通信接口
17个通信接口
3个I2C接口、6个USART（串口）、3个SPI接口、2个CAN2.0接口、2个USB OTG、1个SDIO

总结
目前就先准备这么多，之后随着学习后面的学习博客也会随之更新。
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