STM32学习笔记小结

1、STM32学习笔记目录STM32学习笔记1、丿I I J0000000 2目标亠实战项目2STM32学习方法3ARM fid 介4二. 夕卜设功能模块5GPIO原理与工作模式5串行通信6硬件下载与调试6Cortex-M3复用功能（AF）和重映射功能6Systick白勺使用7通用定时器7SPI与数码管7I2C通信8NVIC中断8PWM基础9RCC内部结构与原理9ADC模数转换10内部温度传感器10窗口看门狗10US丿!211三、问题11在线调试12一、入门STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设讣的ARM Cortex-M内核，主要包括STM32F101"基本

2、型"系列、STM32F103"增强型"系列、 STM32F205、STM32F107"互联型"系列。STM32微控制器满足嵌入式开发低功耗和髙性 能的要求，并且拥有简单易上手的固件函数库，避免了传统ARM单片机开发操作寄存 器的模式，所以十分受欢迎，应用广泛。作者只学过一些51单片机的基础，就直接上手STM32,边学边用。该篇笔记也 是随意的记录一下，要想系统的学习一下，个人认为资料手册(data sheet).参考手册 (Reference Manual)和用户手册(固件函数库)三个文档再有开发板实际操作，完全足够。 熟练掌握以上内容，触类旁

3、通，成为STM32开发的高手指日可待。目标>实战项目童口砒帧炸饰皿刊“朋曲變礁对3«师 5左3牌加纬祁m皈n删虽!福上曲帕"罚®St>t9riA.I.帕竝取好x砌？B电耳2丽Eli*作&40. RN实it. 4昌丹旧剛禺 聪S.财収伽袒爾4. TKSlfilftlW杠MUM： ft »a£T« a*>na«v- Rn»«tw> knawxRHPnr：AxiK sav*i . sciMirnittaiwftw «tfne. ±ei<ids- vnei

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7、1;2v IfiFAT文件系统朋爸石(职八王fittWSXiJ)用编租4慕盘MP3冷舫盼,9復与应用5、事気目己呆制牙也驭MPJ祐It的禅音文件於目倉义碗护相版紇将弘卡口/行的因tii»行轮召R示.娈M于电E胃瞬乐 效黒.还越播遏针踐U的tciu出巧伯住耳以靛在龙4作力櫻 设，殊烷贵肿阳=进行存標三展示隊了效确怅林的垒本功8!夕卜，骸数碍相肛絵自沏2入节ttO 卬 冃尸TGH»4EltE5：ffin.抽碍相H日请进人百电状态.3A»iEH5 逝时.穀甸師紇的自幼打幵PR次旳片该顶日FMP3音胆S泉塁阿日CJT二&的域匕仪冶F庆日， 恃5以的危百妁数码伯饥坎

8、目錫圧田片莎览曲1至扈SD卡亚砂的细三2、字酬FAT文d屋尖的胳K与侵可3罕皿故冬尺距对与応搭8毘4. 5I6JPG图片的压编寿理5、»WffG易垮的T硏法從E细也顼口倏telg审GPS*Wifi? 1)«HMA血个人Q&合了*度.歿.时翼等 q刊两cpsiitnr钦*5l x«bkwi>«MtnsnfMCB eR-TnWttBr3Bll.购axu«nw«Mtf5RWj.cwtBWf Ahtr3.4Ki2S1l9mim2(10. H"4 QBS>i. «ai»a»i>a

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13、S人可口：慚人的一1!简型话语，K9 日旦,jt««W»5ti SR,紳HE瓷摆当王人不左的时修，桧年岀/将矗H尽，能冃王zIPW1. S84t«»l«4与 15用2. IfiFfixl话的方法).Jfi«?E«9ia«方忌4. S8GWS用5.5. 蜩该溯开发环境(MDK/IAR)寄存器or固件库T软件仿真&开发板硬件T学习难度比较项目ARM7Cortex-M3架构ARlIv4T冯诺依吴指令和数据总线共月，会出现粮颈ARK1V7-M （哈傳）扌旨令和数拥总战分开，无瓶颈指令集32位ARM指令+

14、16位Thumb指令 两套捋令之间需要状态切换Ihiunb/Thiuiib-2 指令耒16位和32位指令可E接混吊无需伏态切涣流水线3级流水线若出现转移则烝要別新流水线，损失惨重3级流水线+分支预测出现转移时流水戋无需別新，几平无损失性能095DMIPSZMHZ1.25DMIPS/MH7功耗028mW/Nim0.19uiW/Tniz低功耗模式无內直降8民漠式面积0.62111m2仅內核）0.86nun:内核十外设）中断普通中断IRQ和快速中断FIQ 太少，大量外设中断不得不复用中断不可屏蔽中断NKII + 240个物理中断 毎个外设都可以独占一个中断效率高中断延迟2442“卜时钟周期，綵惧12

15、个时钟周期.晟快只霁6个中断压检轶件手工压栈，代码长且效率低硬件自动玉检，无需代玛且效率高在韬器保护无8段存储器保护单元（MPU）内核奇存彩寄存器分为多组.结构复杂,占核面积多奇存器不分组（SP除外结构简单工作模式7种工作棋式，比较复杂只有线程模式和处理嘆式两种，简单乘除法指令多周期乗法指令.无除袪指令单周期藥法指令，212周期除法指令位操作无访问外设寄存器需分Y务改写"3步走先进的Bit-braul住操作技术 可直接访问外设寄存話的茶个位系统节招定时无內百系统节拍电叫器有利干操作系统移檳建立不受库版本限制的工程项目：1. 准备好文件 （Startup Code、Lib User）2

16、. 建立工程不添加Startup Code3. 工程管理添加需要的库文件、自左义文件4. 编译链接ARM简介ARM7衍生岀全新的Cortex架构，三管齐下：Cortex-A：髙性能应用处理器。（越来越接近电脑）Cortex-R:专门针对实时、深度嵌入式的解决方案。（又快又实时）Cortex-M:专注低成本嵌入式微控制器。（好用又便宜）Cortex-M中低端的芯片Cortex-MO:针对FPGA应用 Cortex-Mi:替代低成本MCU Cortex-M3:占领高性能MCU 市场Cortex-M3特点:高性能（哈佛结构+分支预测）、高集成度（单芯片）、髙代码密度（Thumb2 指令集）、内嵌NV

17、IC中断（响应速度快）、低成本（最便宜的不到1美元）。Cortex-M3处理器产品:STM32系列（瑞士意法半导体ST、Stellaris系列（美TI）、LPC1000 系列（荷兰 NXP）、AT91SAM3 系列（美 Atmel）STM32103VCT6 引脚：80*GPI0或(外设)引脚复用20*(电源相关.复位、晶振)ATmegal28是Atmel公司的8位系列单片机的最高配置的一款单片机。ARM流水线指令处理：译码ARM7(Fetrh )(Decode )(Execute )译码访存SAARM9(Fetch)(Decode )(Execute )(Memory )(Write )发送译

18、码执行访存歸入ARM10(Fetch )(Issue)(Decode )(Execute )C Memory )(Write)ARM11(Fetch )译码 (Decode )IKfr (Execute )访存 (Memory )二、外设功能模块STM32库函数库是架设在寄存器与用户驱动层之间的代码，向下处理与寄存器直接相关的配宜，向 上为用户提供配置寄存器的接口。灵活使用、驾轻就熟。GPIO原理与工作模式1. 设置GPIO引脚的工作模式2. 引脚位运算：寄存器BSRR/BRR位绑立：位n映射到 内存地址a if a=0x01低地址为1则n“运算高效(替代读-修改写)可绑定区域SRAM 0x2

19、000 00000x200f ffff 1M 空间位绑定公式： AliasAddr = 0x2200 0000 +(A-0x2000 0000)*8 +n)*4n=(0 31)=0x2200 0000 +(A 一 0x2000 0000)*32 + 4*n片上外设 0x4000 0000 0x400f ffff IM位绑泄公式： AliasAddr = 0x4200 0000 +(A-0x4000 0000)*8 +n)*4=0x4200 0000 +(A 一 0x4000 0000)*32 + 4*n位绑左操作：位绑左公式：位 绑 泄 编程： #define BitBand(Addr,Bit

20、Num) *(volatile unsigned long *)(Addr&0xF0000000)+0x2000000+(Addr&0xfffff)«5)+(BitNum«2)串行通信74LS164芯片实现串转并的功能：18仿真通信、逻辑分析仪异步串行通信：协议内容：1起始位2数据位(8、9奇偶校验)3停止位(1、1.5、2周期)4波特率设 豊串行异步收发转RS232 (高电平)，最远传输十几米。RS485最远3000米，最大速率 1Mbps,噪声干扰好。数据发送过程：1、CR1使能UE位。2、定义字长M 3<> 3、CR2设巻编程停止位STOP

21、。 *4、配置DMA寄存器(多缓冲)5、CRi发送使能TE。6、BRR寄存器设垃波特率。7、 写数据到DR寄存器。数据接收过程类似。串口编程：1、打开时钟RCC,引脚设置:Rx浮空输入Tx推挽输岀2、将USART3的RX、TX重映 射到 PC10、PC11 , USART3 配置。3、USART_SendData( USART3 , OxfO);硬件下载与调试1、STM32芯片的内部存储结构2、FLASH下载与调试设置3、RAM下载与调试设FLASH 调试(0x08000000)只能烧写 2000 次。RAM 调试(0x20000000)芯片唯一 UID 地址：OxlFFF F7E8-0xlF

22、FF F7F4 96bit/fe = 12 ByteID_numi = *(u8 *) ( OxlFFF 7E9 + i) i->12Printf("%x" z ID_numi);Cortex-M3复用功能(AF)和重映射功能复用功能配置(AFIO_MAPR复用重映射和调试I/O配置寄存器) GPIO_PinRemapConfig (选择重映射的管脚,重映射的新状态) 重映射优点：1、改善硬件设计2、额外增加资源UART-Printf重新定向Int fputc(int ch , FILE *f)ch送到串口USART_SendData(USARTl, ch);等待发送

23、完毕While(USART_GetFlagStatus( USART1 , USART_FLAG_TC) = RESET );返回chReturn (ch);Systick的使用1、延时2、心跳 传统的延时(空等待)for(匸O;i<m;i+);浪费CPU资源、M值不精 确。STM32执行一条指令只需几十ns。Systick最高为HCLK/8。内部是24位递减计数器即16M计数，Systick最髙频率9M, 即最慢产生16M/9M =约1.8s中断。SysTick_CounterCmd()使能 SysTick 计数器。 SysTick_ITConfig()使能 SysTick 中断。 S

24、ysTick_CLKSourceConfig()时钟源设宜。SysTick_SetReload()设置重装载值。通用定时器1、TIM1和TIM8是能产生3对PWM互补输岀的高级泄时器，常用于电机的驱动，时 钟由APB2产生。2、其他6个为普通泄时器，时钟由APB1产生。Timer作用：2、定时功能2、计数功能3、输入捕获4、匹配输岀5、PWM脉冲波 原理5部分：1、时钟源2、时基部分3、输入4、输岀5、寄存器部分定时器配置1、开启时钟 RCC_APBlPeriphClockCmd()«2、利用TIM_Delnit()函数将Timer设置成默认缺省值。3、TIM_InternalClo

25、ckConfig()选择 TIMx 来设置内部时钟源。4、TIM_Prescaler()设置预分频系数。5、TIM_ClockDivision()来设置时钟分割。6、TIM_CounterMode()来设置计数器模式。7、TIM_Period()来设置自动装入的值。8、TIM_ARPPreloadConfig()来设置是否使用预装载缓冲器。9、TIMTConfig()来开启TIMx的中断。SPI与数码管74HC595芯片：串转并当SCLR为低电平时，输出端Q淸零。当SCLR为1, SCK岀现上升沿时，内部寄存器移位并接受SER端发出来的数据。当RCK出现上升沿时，74HC595内部寄存器的数据

26、输岀到QA-QH端。SPI串行接口SPI是Motorola公司提岀的一种同步串行外用接口。在低速、低功耗、需保存少量参 数的智能化传感系统中得到了广泛应用。主要信号：1、MOSI 2、MISO 3、SCK串行时钟4、SS从机选择信号，低电平有效。 SPI主模式通信设置步骤：1、通过SPI_CR1寄存器的BR2:O位左义串行时钟波特率。2、选择CPOL和CPHA位，定义数据传输和串行时钟的相位关系。3、设置DFF位来定义8位或16位数据帧格式。4、配B SPI_CR1寄存器的的LSBFIRST位定义帧格式。5、如果NSS引脚需要工作在输入模式，硬件模式中在整个数据帧传输期间应把NSS 引脚连接到

27、高电平：在软件模式中，需设置SPI_CR1寄存器的SSM和SSI位，如果 NSS引脚工作在输出模式，则只需设gSSOE位。6、必须设MSTR和SPE位（只当NSS连接到髙电平，这些位才能保持置位）。在这个配置中，MOSI引脚是数据输出，MISO引脚是数据输入。I2C通信l2Cbus是Philips公司推出的一种基于两线的芯片间串行传输总线。采用了器件地址的 硬件设宜方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址方法，从而使硬件具有了 最简单而灵活的拓展方法。特点：2、二线传输2、无中心主机3、软件寻址4、应答式数据传输过程5、节 点可带电接入或撤出*在I2C总线上只需串行数据SDA线和串行时钟S

28、CL线两条线。I2C配置1、开启端口、模块（HC）时钟2、相应引脚初始化（开漏输出）/*重映射配置3、I2C 配置 l2C_lnit （）4、发送过程1）发送起始信号，while等待起始信号发送事件并淸除。2）发送器件地址，while等待发送结朿3）发送器件内部写入地址，while等待移位寄存器空4）发送数据，while等待发送缓冲区空5）发送停止信号EEPROM使用CAT24WC16芯片是CATALYST（美凯特里斯）公司（已被安森美半导体ONSEMI）收购，生产 的串行电可橡除的可编程存储器。NVIC中断CM3中断优先级:抢占式优先级（主）和响应优先级（从）。STM32中断编程的规定动作：

29、1、时钟配置2、GPIO配置3、EXTI配置(中断源选择、淸除中断标志、触发模式等)4、NVIC 配置()5、中断服务子程序PWM基础1、PWM即Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制。是一种对模拟信号电平进行数字 编码的方法。等效的实现是基于采样左理中一个重要的结论：冲量相等而形状不同的 窄脉宽加在具有惯性的环石上时，英效果基本相同。冲量即窄脉冲的面积，效果相同 指的是该环节输岀响应波形基本相同。2、STM32除了 TIM6和7都可以产生PWM，其中髙级左时器TIM1和8可同时产生多 达7路的PWM输岀。其他通用定时器也可产生多达4路PWM输出。RCC内部结构与原理时钟是

30、STM32的脉搏，是驱动源。外设的使用，打开和关闭对应的时钟，仔能降低功 耗。设置时钟流程：lx RCC_Delnit ()默认值2、打开外部髙速时钟晶振HSEo RCC_HSEConfig()3、等待 HSE 工作。RCCWaitForHSEStartUp ()4、设置 AHB 时钟。RCC_HCLKConfig()5、设置高速 APB 时钟。RCC_PCLK2Config()6、设置低速 APB 时钟。RCC_PCLKlConfig()7、设置 PLL o RCC_PLLConfig()8、打开 PLLc RCC_PLLCmd(ENABLE )9、等待 PLL 工作。While( RCC_

31、GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)二二 RESET)10> 设置系统时钟。RCC_SYSCLKConfig ()11> 判断是否 PLL 是系统时钟。While (Get_SYSCLKSource ( )!= 0x08)12、 打开 要使用 的外设 时钟。RCC_APB2PeriphClockCmd( )/RCC_APBlPeriphClockCmd)RTC结构和特点1. RTC结构包含两个部分。1) APB1接口部分(控制寄存器)2) 有可编程计数器组成，分两个模块。预分频模块和32位il数器模块，前者产生秒 信号和秒中断，后者产生闹钟中断。2. RTC

32、特点1) 可编程的预分频系数:最大分频系数为220。2) 32为可编程计数器，用于较长时间段的测量。3) 2个单独时钟，用于APB1接口的PCLK时钟和RTC时钟。(RTC时钟小于PCLK四分之一以上）4）两种独立的复位类型：APB1接口由系统复位，RTC只能由后备域复位。5）3个专门的可屏蔽中断：闹钟中断，秒中断，溢岀中断。RTC配置过程：1. 查询RTOFF位，直到该位置“1”。2. it CNF位为“i”，进入配豐模式。3. 对一个或多个RTC寄存器进行写操作。4. 淸除CNF位，退出配程模式。5. 查询RTOFF位，直到RTOFF位变为“2”以确认写操作完成。（仅当CNF标志位被 淸除

33、时，写模式才能进行，这个过程至少需要3个RTCLK周期）RTC使用1. 打开APB1总线上的PWR、BKP时钟。2. 使能RTC和后备寄存器访问。3. 复位备份寄存器设苣4. 打开RTC时钟（外部或系统）5. 打开RTC寄存器同步（APB1）6. RTC 使能秒中断，闹钟中断，分频值 32767k。（RTC_WaitForLastTask（）7. 设置当前时钟值。ADC模数转换STM32拥有个ADC,可以单独使用，也可以使用双重模式（提高采样率）。STM32的ADC是12位的逐次逼近型的模数转换器。有18个通道，可以测量16个外 部2个内部信号源，各通道A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式

34、执行。模拟看门狗允许应用程序检测输入的电压是否超岀用户定义的阈值。最大转换速率IMhz,转换时间为lus ADCCLK=14Mhz,采样周期为1.5个ADC时 钟下得到）若ADC的时钟超过14Mhz,则采样准确率下降。内部温度传感器1、与 ADCx_IN16 相连。2、-40-125度测量范围,精度为1.5度。采样时间大于2.2uso3、配It ADC_CR2寄存器TSVREFE位，唤醒关电模式下的温度传感器。4、设It ADCON位启动ADC （或外部触发）。5、读ADC数据寄存器的V SENSE结果。6、利用公式算岀温度：T =（ V25 - Vsence ） /Avg_Slope + 2

35、5 ）窗口看门狗Twwdg = Tpclkl * 4096 * 2 (WDGTB) *( T5:0 + 1) ; ms 在0x40设宜窗口值之间喂狗，否则过早或过晚都会引起复位。用于时间要求严格的 特殊应用。低功耗模式与唤醒三种低功耗模式：1）睡眠模式2）停止模式3）待机模式 4） *正常运行下降低 功耗在产品是电池供电时，适合配置低功耗模式。并根据最低电源消耗，最快启动时间和 可用唤醒源来选择最佳的低功耗模式。USB应用Universal Serial Bus 通用串行总线，包括 USB1.0/1.1, USB2.0, USBOTG。USB1.1 协议:1、信号层：NRZI反向不归零编码方式2、协议层：数据包6部分同步字段、包标示符、地址字段、数据字段