一、专栏简介
本专栏介绍如何利用库函数进行STM32单片机开发，主要针对的单片机型号为STM32F103ZET6。总结来说，“速成”体现在以下方面
• 在讲述基础知识后会有相应的实例或者模板程序
8 d/ k# J" F5 k$ N- A# i' Z! }• 学习完后会有小项目练习
• 专栏基础知识部分内容精简，对于“速成”选手更加友好
1 V. h* `9 k, _% \
) |' y2 j' z4 N+ @/ X/ C
/ J, G4 Z5 G0 M$ v( }其次专栏还有以下内容
+ Y9 i9 b/ r$ X/ W9 e; j7 r4 E. J, l9 _• 简单介绍编程规范和程序架构
. J/ P3 W+ g6 L" _  n6 W7 S• 专栏不断更新一些外设的使用方法并提供例程


二、前期准备
3 o' a% q; ^) G+ z前期准备主要有物品以及相关软件的准备。首先是物品，单片机选用的是普中科技的一款核心板，主控芯片为STM32F102ZET6，是下面的样子

STM32F103ZET6

; b$ I1 j6 |$ ?* ]& ~

& ~" h+ Z  S) H图片上是带有LCD屏幕排母的，有一种是不带的，因为本人开发时经常使用LCD，所以买了带排母的，在某宝和聚诚科技购买的，不带彩屏169RMB。学习过程中除了单片机以外还需要购买调试器，ST-LINK，用来下载程序和调试。USB转TTL（可以直接搜索TTL），用来做串口通信时使用，也可以用来下载程序，但是不可以调试。对于前期学习来讲，这些物品就足够啦。
: O! T3 Y8 g; N' w* m+ g& S
( Z. M8 |4 _/ u. ]
除了物品之外还需要提前准备一些软件和驱动。比如Keil5，CH340（串口驱动），ST-LINK的驱动，这些都是需要安装的。其他的类似于下载软件，串口调试助手都是不需要安装的，本人用的是普中科技提供的一些常用辅助开发软件，小伙伴们可以自己动手找一下，没有找到的话私信留一下邮箱，注明需要常用辅助开发软件，后续会邮件发送。


- N8 d- Q: T" d三、编程规范以及程序架构简介
# I- s, d  H8 _5 E3 S1. 编程规范
对于新手来讲，编程规范以及代码架构也非常重要，有一个良好的编程规范和代码架构，可以提高开发效率，方便问题排查以及后续的程序维护。这里介绍的编程规范很简单，要求不严格。主要有以下几点
2 @5 H  n5 ?$ w% @4 M; A; S
5 u+ O& u5 f, q7 c. O  S
• 变量定义 变量定义时最好是能够体现该变量所属的外设模块，该变量是否为全局变量，静态变量或者指针变量。变量首字母小写，后面的单词首字母大写。举例如下
0 T' e1 k# v" R. T( y8 }

1. // 以ADC模块为例，需要定义一个存储AD值的变量，举例说明变量命名方式
   / ]0 Z4 U( t# Y
2. 
   4 A% y' S( J5 O8 P7 i" b8 t& G$ x+ J
3. // 局部变量
   
4. u32 adValue = 0;
   + n. w9 D8 X! b& U; s) I
5. 
   
6. // 全局变量
   " l9 A7 W4 {4 h+ b3 a
7. u32 gAdcAdValue = 0;   // 加一个g表示是全局变量
   7 Y$ a2 w0 H0 W  Q) G: a) k
8. 
   
9. // 全局静态变量
   2 n. v, {4 w, Q  W( Z; M1 |+ `6 o
10. static u32 gsAdcAdValue = 0;   // 加一个s表示静态变量
    , K$ @; x/ B9 `  f
11. 
    " I+ S) y* I: X8 Z0 \  b
12. // 指针变量
      L, p  {* u4 N. y5 I. l0 l
13. u32 *gpAdcAdValue = (u32*)0x2000800;   // 加一个p表示为指针变量

复制代码

1 T/ y7 ^/ A2 ?% }7 K% r" g5 U
• 注释 函数注释举例如下

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：
   
4. *函数功能：
   
5. *输入参数：
   0 d- |' W1 M, Q4 O: @6 ^
6. *返回值：无
   
7. *==============================================================================
   2 E. @6 o7 d4 f! _* }) B
8. */

复制代码

对于程序语句注释，如果过长可以在程序上方加注释，如果不是很长可以在程序语句后面空三格输入注释。
& @: V+ Y8 S: N3 r4 {1 o: z

• 函数命名 函数命名要体现函数所属的层级以及函数的功能，关于层级会在代码架构的部分详细说明，这里只说一下函数命名方式。

1. // 这里以ADC模块的读取AD值函数为例，说明函数命名方式
   
2. void Med_Adc_ReadAdValue (void)
   ' G$ ?; _* \# N
3. {
   
4.     // 函数内容
   ( r- Z' b6 K/ B
5. }

复制代码

% A( t" o* C) f
这里med指示该函数位于功能层，属于ADC模块，作用是读取AD值。

, W8 q- U9 o; v/ L1 Z+ I9 B4 }
, h: o) ?$ I5 u8 S7 I2 Q  Z• if，while等语句的使用 使用if或者while等语句时，需要在括号前面加一个空格，如下
' L& l$ k# F9 s

1. if (gAdcAdValue == 0)
   7 S' {8 K, G+ X8 e4 |) _
2. {
   : M; j5 o( P' j5 J
3.     // 程序语句
   8 ]3 J* j  a' x$ B+ u. g; F2 i
4. }

复制代码

0 B- H4 \1 }0 A$ g
7 R! {5 ~4 Y  Q8 I/ X) ~$ K3 E5 q• 四则运算 四则运算符号前后需要加空格，包括等于号等符号。如下

1. c = a * b;

复制代码

2. 程序架构
" y& K, W9 ?& e( ~( v. y' Y; |  j; _该程序架构是本人在工作期间学习的，个人感觉还是有助于提高开发效率，方便后续维护的。主要思想是将一个模块的程序分成三部分，每一部分是一个新建的文件夹，下面都是其他模块相同层级的文件。
( E" ]9 y% E  k# i$ z$ z
( P( S0 g) {$ G# c
/ L) B. _; ^# E( q• Drv 驱动层 该层主要是写一些模块的初始化程序，例如GPIO的初始化，ADC的初始化等。
• Med 功能层 该层主要是完成一些功能性的操作，比如读取AD值，点亮LED等。Med层的函数可以包含Drv层的函数。
• App 业务层 该层主要是完成一些业务，比如在点亮LED的基础上实现流水灯，比如显示电压值等。
" ~: g2 I5 n4 N- ^5 X
8 r) r( S. u( R
" H# t7 @2 q- \7 E四、STM32F103ZET6简介
( W, g! x: ^3 E0 H- |" ASTM32F103ZET6是由意法半导体（ST）生产的一款单片机，32指32位。STM32也可以成为32位微处理器。STM32F103ZET6的主时钟频率为72MHz，512KB的FLASH，64KB的SRAM。常用到的有GPIO，中断，ADC，TMR，UART，DMA等。

! F2 W3 Q( ~- o2 J  u5 c+ A
5 f- @. a# e" e1 J! q% s五、程序模板
/ _* b/ k. h, Q. l1 m4 |  \在使用Keil5编程时，针对一个外设需要新建对应的.c和.h文件。这里以LED模块为例，简单介绍一下本人的常用模板
) v/ L# o  a* i! W4 [: w, Z
0 ]. q9 [8 n2 ~/ X. e
7 X, ]* f- |5 W" r.c文件

1. #include "LED.h"   // LED头文件

复制代码

' G+ r# M6 }+ c需要注意的是一定要空出来一格，否则编译会报警告。
0 w" |% F6 b8 M+ |6 Y# S
! ^' |% F' d6 e4 D9 n) N: L$ |
' U4 J2 F/ V0 b' b  Z, l: B# k+ \

; O6 p4 k/ j+ x- I# V

文件最后未空一行的警告

.h文件

1. #ifndef _LED_H
   
2. #define _LED_H
   
3. 
   
4. #include "sys.h"   // STM32库文件
   3 `7 ?) P+ t# A( `0 a
5. 
   7 k5 }4 X" [; b1 Z! l
6. #endif

复制代码

+ J4 w5 z( Y% s% M( Q
) }  o+ m( P' }! D& p.h文件最后也要空出一行，否则也会有警告。


% ]7 t9 [8 a3 L( g- N8 P新建完之后需要将这两个文件添加到工程中。
6 D7 g8 ^- y# j9 _* c. `, a  G! ^

: D  ~- N7 r6 B对于.c文件，右键工程文件夹，选择“Manage Project Items”打开。

7 i- t! \$ q  W% e0 Y
点击“Add Files”将新建的.c文件加入到对应的文件夹下。
1 b9 j, F: m6 P

' f8 o. p5 B; Q& Z* W

添加.c文件

5 d$ S; v' J6 }0 X. e
# y& r( v1 q  S
对于.h文件，点击魔术棒，选择“C/C++”，点击三个小点选择对应文件夹即可。
( t. R9 T/ Z$ h; Z: @* X. {7 l7 w: c

2 k; m; Z  |% J1 Q* ?# C5 Z5 t

  m# G' ^0 n4 ?! S  ?9 s  t

添加.h文件

9 C3 l- S+ w7 o( q- G8 {
' l/ W) O! w: f# z: M六、ST-Link调试
2 s) R- T: i. x7 f9 {, e在开发过程中学会使用Debug调试，能够帮助我们更快地定位问题。这里简单介绍一下利用ST-Link和普中核心板Debug调试方法。

5 j: S% k3 i9 K5 P
6.1 硬件连接
" {$ \1 |; v/ }首先将ST-Link与核心板连接起来，ST-Link的引脚如下
" O- u, B7 x! q) S5 a% o" C

  `* _6 ^' U1 T! W

ST-Link引脚

+ P* d/ J  @4 D/ b/ N& Y核心板上并没有给ST-Link预留单独的接口，而是跟JTAG一起。


4 o7 @/ A& Z* {) A其原理图和硬件图如下
6 G) I8 t' m7 ^

6 j& I, P& J4 s) s+ j0 D

JTAG原理图
4 Z, M2 m5 }* j& r6 l

6 T9 s0 `! W0 ~$ ^

JTAG硬件图

由原理图可知，ST-Link的“SWCLK”连接核心板的“JTCK”，“SWDIO”连接核心板的“JTMS”，“RST”接“RESET”。
  Y" k, T3 D; k8 P: t/ n6 ?
- [  J) W6 D! O. o$ G
) u" y+ q7 Q" Y# S2 T. b6 G0 h& ZVCC不要接，接好ST-Link后再单独给核心板供电。


6.2 Keil配置
硬件连接好后开始配置Keil5，关于ST-Link驱动的安装这里就不再做介绍了。

, V$ u, I* k; B& R  T! t3 F
• 首先确定ST-Link驱动是否正常


  B2 }2 a# \! N. u

确认ST-Link驱动是否安装正常

• 配置Debug 点击魔术棒，选择Debug，下图处选择“ST-Link Debugger”。
3 K: Y+ o# r0 J% L# J) B2 a

3 O- S  l! e. f

Debug配置

% N! Y9 E# I' q5 j. n, _6 m2 A) @
" ]* r/ f3 g7 O7 ?; a% z8 i
然后再点击“Settings”，在“SWIO”右侧不显示“no target connected”就说明ST-Link连接正常。点击“Flash Download”


+ Y0 j6 z9 D% g- H% B) C. [

6 n! B. m7 E0 W; m7 k7 M

Flash Download

按照图示配置，“Programming Algorithm”只要选择符合芯片型号的即可，需要注意的是，只能保留一个。
% S/ q* n$ |8 c  s% l3 F( t! o

Flash Download配置

5 i+ }( j* q* }1 W  s

. I- N' e/ ~- A0 O) f按照下图配置“Utilities”。

0 P9 X0 |- J; t) c% r- r

配置Utilities

8 S1 Z' v9 m& Q# w5 \" l至此，Keil5关于ST-Link的内容配置完成，如果小伙伴遇到其他问题，可以多去看一些大佬们的博客。


8 n5 ]0 v" W" E6 ?& C5 R6.3 下载调试
$ b8 _* A5 x, H配置完上面的内容后就可以使用ST-Link进行下载调试了。下载的话比较简单，编译完成后直接点击下图标注的图标，等到下载完成即可。


6 F0 F. ]- S2 U4 j" A

下载程序

9 d& Y4 s5 P# g5 O* ~
调试时点击下图所示按钮，进入Debug调试。
2 r1 M# f- m: C! `/ H; w, I

调试按钮

  A6 N  `5 `- a/ K下面简单介绍一下调试窗口中各个按钮的作用，其他更加详细的介绍需要小伙伴自行搜索，这里参考了这篇大佬的文章KEIL5中Debug调试。
3 e4 f' O8 Q5 @8 b
% q- W: \% u$ {: E% }
5 t, i- A& ?5 i: X! E6 [  R$ O9 N

4 T9 W3 b" }5 v; E. g- u1 g

调试窗口按钮含义

) t8 D! U9 q( `' j/ X2 G
1 {& ~) m7 n" U# ]- z. L第一部分从左到右
• 复位
• 全速运行
' {( `7 e; A" K# h2 A• 停止
# `/ q2 Z0 S! j- R• 每点一次运行一行，遇到函数体会进入
• 每点一次运行一行，遇到函数体不进入，直接执行完到下一行
• 快速执行当前函数剩余语句，然后跳出该函数体，准备执行下一条
• 直接运行到光标处


% M' y4 |% x& R2 u8 _! V$ ?0 ]6 c第二部分从左到右
• 设置当前光标处为断点
( g! f8 o* M7 e- }8 @! d+ k) h• 失能当前光标处断点
• 失能全部断点
• 删除全部断点
; E" Y7 U) I/ q" ~0 S  y
! ]* T8 D6 e. G( n: h7 U7 s
# _0 ?+ R3 _; Q  K" q6 M打断点的方法比较简单，直接在想要打断点的一行左侧点击一下，出现一个红点就表示已经添加了断点。断点的作用是能够让程序运行到断点处停止，有助于我们分析函数运行方式以及变量的变化。

( o$ ]2 N, }( J( {2 l
7 N; P2 R. t9 c9 W

3 A( w% I- Z, l8 G8 o/ a# ^$ u

断点示意图

, J6 c4 c8 l# V

调试时可以查看某一个变量的值。选中想要查看的变量，右键


# L, f( E* x( {# i% o) L& P

查看变量值

3 _, w6 _0 t+ t2 \0 a

此时就会出现一个窗口，能够查看该变量的值。
4 p* E4 l) n3 {1 ?

查看变量值

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