一、专栏简介
- Y' W/ X2 k: l" w- U9 S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
' V  ?9 S' [! ]/ t• 在讲述基础知识后会有相应的实例或者模板程序
• 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
. P9 C' v% B" Y5 d
- c! N; ?3 i  x; }: C
其次专栏还有以下内容
• 简单介绍编程规范和程序架构
+ f& H- r4 G! Y+ v/ z. i• 专栏不断更新一些外设的使用方法并提供例程
% S4 t) G8 n. [

二、前期准备
! t; T  A1 @* o# x( K+ ]/ I- E( Z- p$ `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
0 [. X' P1 b1 ]% Z: S

STM32F103ZET6

5 M+ x/ r! t# E+ x; M* R# Y$ O$ e
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。

0 v" |/ f% h( `9 ]1 \% G
, {+ G# t5 w7 l6 H: Y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。

2 E$ r3 u5 S" I1 D; L3 a
三、编程规范以及程序架构简介
! Y; `" q1 K6 f* e1. 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


• 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
! r. N1 f+ Q6 R" G

6 z' ?8 e( R+ X6 _! W+ I

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
   * n% n, g* M6 e0 t
2. 
   6 F) q0 a) r2 }% B0 p% y$ o& W
3. // 局部变量
   6 x4 A* Z8 x% Z! U
4. u32 adValue = 0;
   
5. 
   
6. // 全局变量
   
7. u32 gAdcAdValue = 0;   // 加一个g表示是全局变量
   
8. 
   - Q2 O* b1 \# t
9. // 全局静态变量
   
10. static u32 gsAdcAdValue = 0;   // 加一个s表示静态变量
      @2 _; N5 T9 J5 y/ N
11. 
    
12. // 指针变量
    
13. u32 *gpAdcAdValue = (u32*)0x2000800;   // 加一个p表示为指针变量

复制代码

4 M' N+ n2 S& F( [. O• 注释 函数注释举例如下

1. /*
   
2. *==============================================================================
   
3. *函数名称：
   : E, x* ^/ t- V& X
4. *函数功能：
   
5. *输入参数：
     T3 I) A2 B4 `6 q, V6 c
6. *返回值：无
   1 o$ T, v9 V+ x
7. *==============================================================================
   $ b7 ]/ U# H: m, s: Y# \
8. */

复制代码

% L! l+ E4 \7 S
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。


6 V* Z- D5 U/ U, X! Z4 B1 f# r• 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)
   ; N* ]9 b# t- r6 ^1 g, l
3. {
   8 H! t6 O: y0 q/ n: g6 p& p) _
4.     // 函数内容
   
5. }

复制代码

; `* \* ~/ G+ x( }$ z% g% e/ \) J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。
) w* o; t0 d, @/ Y7 O  G+ A* B

• 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

1. if (gAdcAdValue == 0)
   
2. {
   
3.     // 程序语句
   , I( n( z' @5 b. m' W( n
4. }

复制代码

• 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

0 y3 q7 y0 g( Z7 D) v2. 程序架构
- e, Q" a/ k. @  T3 F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。


* S$ h5 F. x  s6 D• 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。
) H6 y) W  D$ d+ Y, s( C& N• 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。


四、STM32F103ZET6简介
STM32F103ZET6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。


$ t/ i+ |2 R# U5 V五、程序模板
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


.c文件

1. #include "LED.h"   // LED头文件

复制代码

! w* _9 D7 k: `. ~8 L0 J# X8 Y! h4 ~/ l
2 X. k' }- @4 F7 i" m! \! t0 G需要注意的是一定要空出来一格，否则编译会报警告。

$ g, ?, ?/ e$ e. C6 |9 A6 f
9 J; d9 Z4 K  o7 a, q9 W

( @& f" x6 `; t7 W1 V( x( P( W' s

文件最后未空一行的警告

.h文件

1. #ifndef _LED_H
   
2. #define _LED_H
   
3. 
   & E$ _. o: q+ C
4. #include "sys.h"   // STM32库文件
   ! K+ Q% Y& d7 u- i, i- o, Y9 G
5. 
   , D5 @: ~" k( P, R3 d) \3 b
6. #endif

复制代码

5 Y' F+ g9 v# \0 @$ {; }' \. G
.h文件最后也要空出一行，否则也会有警告。
: V6 i) M2 a: O* ~1 L5 L

新建完之后需要将这两个文件添加到工程中。


8 I8 A, j; b8 Q$ \. G对于.c文件，右键工程文件夹，选择“Manage Project Items”打开。
2 ?4 ^7 X1 @* \" c% l! R; S

点击“Add Files”将新建的.c文件加入到对应的文件夹下。
8 y- I& V3 c8 h  c7 f# f1 F" o% A6 q

2 k$ m5 \9 h- j5 h

添加.c文件

7 ^6 ~1 A& e7 ^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。
7 o3 |, n) f3 Q6 Z- S) Q* Z7 O2 S

添加.h文件

( K% d: G1 ]- b; L3 S$ T
/ i: G5 W- k; I/ n六、ST-Link调试
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。
7 \# L% i, w6 L9 x1 [; X! y

6.1 硬件连接
首先将ST-Link与核心板连接起来，ST-Link的引脚如下


9 O  j# E& ]# p" j* H& I

ST-Link引脚

# q4 [$ q, @9 u1 r

$ ~; n7 u' M. v7 o8 h! s: P' V核心板上并没有给ST-Link预留单独的接口，而是跟JTAG一起。
0 k3 S# O# q3 m" U
% Y3 L3 S/ m) P2 ^* D0 A. w6 c
其原理图和硬件图如下
8 S0 `: A3 j1 w( _$ ]
6 @: X* V/ b$ A/ m  Q9 P3 O

( m1 g( y- q! [" @& a; [
- P& ]& r% t* a8 m- {JTAG原理图
# q' s  j! r- G9 G6 |4 |/ @
- ?- @- s6 w- j) C) z

# M" G; Y( y& o- q3 f9 h0 i

JTAG硬件图

1 ~: C/ l: v. o, ?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”。

; x8 b5 Z( p' b; X! w
0 q  O( Q# o* `0 TVCC不要接，接好ST-Link后再单独给核心板供电。

6 ?1 P( ?- [8 b4 @& W2 e8 Z
6 J# P& z) @+ A* s0 N# T% H6.2 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。
- y7 Y3 W- R8 y! E; y- q. W( G

: T: _3 O; q) D4 A* S2 O• 首先确定ST-Link驱动是否正常

确认ST-Link驱动是否安装正常

" ^( S1 |8 o; [

• 配置Debug 点击魔术棒，选择Debug，下图处选择“ST-Link Debugger”。
5 n0 x5 p0 X4 _$ _: W
8 C! i: ^# i+ G3 A3 {! o5 |7 q
  }3 s! U, z9 }+ N9 v3 {: F

3 l, T: C3 g# p9 B

Debug配置

4 V3 V. k4 G. g
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”
* _# Z. r5 k& [' V* ]. @9 |
+ v+ @4 W# ?5 W% {) d
. M7 c/ p9 K% V5 g  h

# J  y0 x) F) `4 p8 _6 b/ g

Flash Download

  B" a# n1 r3 ~+ U+ q" w
: b9 z6 a" l' q7 ]' Z
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。

' g; M! Y+ i' q9 M/ f' K1 V" ~

Flash Download配置

; T) `6 |9 {, \3 K: `

按照下图配置“Utilities”。

$ \- @- K, t2 M" Z1 z4 @5 p* [

配置Utilities

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。


+ T0 g, b, y5 [$ a- {( b6.3 下载调试
, y6 V, r! I3 K, P1 _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。

下载程序

- k; A8 t! O7 G: C# ]4 ~8 `- |
' \. L& |6 b0 p  C
  R+ v/ @- c; R& M+ \调试时点击下图所示按钮，进入Debug调试。

调试按钮

* [& ?" J& H4 I# i3 q% V& i. P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。

" g2 a% W6 u% M% ~0 s  j* `1 R

调试窗口按钮含义

" f1 o6 z" R1 _7 A; y8 @第一部分从左到右
  E! r9 E* n' X/ {, c0 Y/ B7 ^• 复位
  M4 t6 x; z8 e4 s. Z% i* l- _• 全速运行
- L3 m2 Y; D$ X; E9 H2 i• 停止
• 每点一次运行一行，遇到函数体会进入
! S; p; ~% @( A% W• 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
  n. }. s! |5 G• 直接运行到光标处
; B) z; h6 S, |2 W6 n" P; X6 }" |
3 M* T3 N4 p" g. M( k
第二部分从左到右
2 }" j- i) N( W: ~, U2 Q- I• 设置当前光标处为断点
* T8 e2 `4 F5 Q1 j3 C/ Z  e• 失能当前光标处断点
• 失能全部断点
• 删除全部断点
4 b6 s' x- Y) D

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。


( B4 t! L  O' T6 l( N

  C, a1 ~8 O; L% E/ e( U

断点示意图

- v' I* y$ L5 i$ B+ w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


. B9 V* J* u0 h

' ^8 _5 o4 N; F+ P/ A$ [6 l

查看变量值

& h) [6 u( N/ }1 y) x

$ B1 ^# u. C8 @: ^% g  d3 J- i

/ P6 f: d- O% S, F$ ], ?此时就会出现一个窗口，能够查看该变量的值。
# ?) ^& \: X2 Y( u

9 |+ X$ l" c1 `

( o2 V4 ~" \8 f5 W

查看变量值

3 ~! E4 P/ Y0 i  I- `2 o4 R转载自： 二土电子
  G- L( t) D8 X' q/ W" n; d如有侵权请联系删除
& H1 [3 q- M4 m2 O/ P# n# M
# C% o' S% q* a4 M: B$ d+ `