工具準備和介紹

硬件設備

? STM32最小系統+面包板
? Windows10操作系統
? 萬用表、示波器、鑷子、剪刀等

stm32簡介和arm簡介

stm32簡介

• STM32是ST公司基于ARM Cortex-M內核開發的32位微控制器
• STM32常應用在嵌入式領域，如智能車、無人機、機器人、無線通信、物聯網、工業控制、娛樂電子產品等
• STM32功能強大、性能優異、片上資源豐富、功耗低，是一款經典的嵌入式微控制器

STM32是一系列由ST Microelectronics（意法半導體公司）推出的微控制器(MCU)。這些微控制器基于ARM Cortex-M架構，并且提供各種不同的封裝和引腳配置。STM32系列中一些受歡迎的微控制器包括STM32F103，STM32F407和STM32F429。 STM32微控制器以其低功耗，高性能和廣泛的功能而聞名。它們通常用于物聯網設備，可穿戴技術和其他需要低功耗和高性能的應用。 總體而言，STM32微控制器是許多開發人員的首選，因為它們的多功能性，可靠性和廣泛的功能。

ST：指意法半導體
M：指定微處理器MCU
32：表示計算機處理器位數

MCU：微控制器單元（MicroController Unit）：是把中央處理器、存儲器、定時/計數器（timer/counter）、各種輸入輸出接口等都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。

STM32的應用領域包括但不限于：

1. 嵌入式領域：如智能車、無人機、機器人、無線通信、物聯網、工業控制、娛樂電子產品、醫療設備、智能家居等。
2. 高速數據采集系統：使用STM32連接高速ADC和FPGA芯片，實現對高速信號的采集和處理，例如高速攝像頭、高速激光測距儀等。
3. 自動駕駛控制系統：使用STM32連接多個傳感器和執行器，例如攝像頭、雷達、電機、電子羅盤等，并通過算法設計和優化，實現自動駕駛控制功能。
4. 機器人視覺系統：使用STM32連接多個攝像頭和處理模塊，例如OpenCV、CUDA等，并通過算法設計和優化，實現機器人的視覺導航、物體識別等功能。
5. 網絡安全嵌入式設備：使用STM32連接加密模塊和網絡模塊，實現網絡安全通信和數據加密等功能，例如VPN、防火墻、數據加密存儲等。
6. 人工智能嵌入式設備：使用STM32連接AI模塊，例如人臉識別、語音識別、自然語言處理等，并通過編程和訓練，實現智能化的應用，例如智能門禁、智能家居等。

總的來說，STM32在各個領域都有廣泛的應用。

STM32命名規則

STM32選型

CoreMark：跑分

STM32F103C8T6最小系統板

STM32硬件：STM32F103C8T6最小系統板

STM32系統架構
在小容量、中容量和 大容量產品中，主系統由以下部分構成：
● 四個驅動單元：
─ Cortex?-M3內核DCode總線(D-bus)，和系統總線(S-bus)
─ 通用DMA1和通用DMA2
● 四個被動單元
─ 內部SRAM
─ 內部閃存存儲器
─ FSMC
─ AHB到APB的橋(AHB2APBx)，它連接所有的APB設備

這些都是通過一個多級的AHB總線構架相互連接的，如下圖所示：

AHB:先進高性能總線
APB2一般和AHB同頻率，都是72MHz，APB1一般36MHz
DMA相當于CPU（Cortex-M3)的秘書,可以搬運數據，而不需要cpu,節省cpu時間

引腳定義

紅色：電源相關引腳
藍色：最小系統相關引腳
綠色：IO口，功能口引腳

1. I = 輸入，O = 輸出，S = 電源， HiZ = 高阻
2. FT：容忍5V
3. 可以使用的功能依選定的型號而定。對于具有較少外設模塊的型號，始終是包含較小編號的功能模塊。例如，某個型號只有1個SPI和2個USART時，它們即是SPI1和USART1及USART2。
4. PC13，PC14和PC15引腳通過電源開關進行供電，而這個電源開關只能夠吸收有限的電流(3mA)。因此這三個引腳作為輸出引腳時有以下限制：在同一時間只有一個引腳能作為輸出，作為輸出腳時只能工作在2MHz模式下，最大驅動負載為30pF，并且不能作為電流源(如驅動LED)。
5. 這些引腳在備份區域第一次上電時處于主功能狀態下，之后即使復位，這些引腳的狀態由備份區域寄存器控制（這些寄存器不會被主復位系統所復位）。 關于如何控制這些IO口的具體信息，請參考STM32F10xxx參考手冊的電池備份區域和BKP寄存器的相關章節。
6. 與LQFP64的封裝不同，在TFBGA64封裝上沒有PC3，但提供了V REF+ 引腳。
7. 此類復用功能能夠由軟件配置到其他引腳上(如果相應的封裝型號有此引腳)，詳細信息請參考STM32F10xxx參考手冊的復用功能I/O章節和調試設置章節。
8. VFQFPN36封裝的引腳2和引腳3、LQFP48和LQFP64封裝的引腳5和引腳6、和TFBGA64封裝的C1和C2，在芯片復位后默認配置為OSC_IN和OSC_OUT功能腳。軟件可以重新設置這兩個引腳為PD0和PD1功能。但對于LQFP100/BGA100封裝，由于PD0和PD1為固有的功能引腳，因此沒有必要再由軟件進行重映像設置。更多詳細信息請參考STM32F10xxx參考手冊的復用功能I/O章節和調試設置章節。在輸出模式下，PD0和PD1只能配置為50MHz輸出模式。

STM32啟動配置

STM32最小系統電路

ARM簡介

• ARM既指ARM公司，也指ARM處理器內核
• ARM公司是全球領先的半導體知識產權（IP）提供商，全世界超過95%的智能手機和平板電腦都采用ARM架構
• ARM公司設計ARM內核，半導體廠商完善內核周邊電路并生產芯片

ARM是什么
ARM既可以認為是一個公司的名字 ，也可以認為是對一類處理器的統稱 ，還可以認為是一種技術的名字 。
ARM公司是專門從事基于RISC技術芯片設計開發 的公司，作為知識產權供應商，本身不直接從事芯片生產，而是轉讓設計許可 ，由合作公司生產各具特色的芯片。
ARM處理器的內核是統一的 ，由ARM公司提供，而片內部件則是多樣的 ，由各大半導體公司設計，這使得ARM設計嵌入式系統的時候，可以基于同樣的核心，使用不同的片內外設 ，從而具有很大的優勢。
** ARM系列 **

A系列非常多，性能最高
R系列主要面向實時性高
M系列主要用于單片機

軟件安裝

MDK 源自德國的 KEIL 公司，是 RealView MDK 的簡稱。在全球 MDK 被超過 10 萬的嵌入式開發工程師使用。目前最新版本為：
MDK6，該版本使用 uVision5 IDE 集成開發環境，是目前針對 ARM 處理器，尤其是 Cortex M 內核處理器的最佳開發工具。
MDK5 向后兼容 MDK4 和 MDK3 等，以前的項目同樣可以在 MDK5 上進行開發(但是頭文件方面得全部自己添加)， MDK5 同時加強了針
對 Cortex-M 微控制器開發的支持，并且對傳統的開發模式和界面進行升級，MDK5 由兩個部分組成：MDK Core 和 Software Packs。其中，Software Packs 可以獨立于工具鏈進行新芯片支持和中間庫的升級。

安裝MDK差不多就是一路Next（如果之前用過Keil5開發51單片機，可以直接選安裝目錄到原來的Keil5安裝目錄，例如Keil_v5文件夾，并且直接在keil5軟件可以自由切換）,要求填寫信息就隨便填一下，如下圖所示，如果MDK和C51同安裝目錄，可以選Legacy Device切換為C51開發

下面直接看注冊

注冊

1. 以管理員的方式運行keil軟件
2. 選擇否即可
   
3. 打開注冊管理窗口（File -> License Management），并復制CID
   
4. 打開注冊機，執行如下幾步。
   
5. 將注冊碼添加到注冊窗口中
   

器件支持包安裝

雙擊Keil.STM32F1xx_DFP.2.2.0.pack，選擇合適的安裝位置，一路Next
在線安裝器件支持包方式

網絡較慢，漫長等待

然后點是

ST-LINK驅動安裝

首先要把ST-LINK插到電腦上
默認STM32 STLink是沒有驅動的（有個黃色感嘆號），需要安裝驅動

找到Keil安裝目錄下，安裝64位驅動

一路安裝即可
驅動安裝好之后，上述黃色感嘆號消失，表示安裝成功

USB轉串口驅動

首先要把 USB轉串口插到電腦上
雙擊CH341SER.EXE（自己下載），點擊安裝

新建工程

目前STM32主要有基于寄存器，基于標準庫（本課程），基于Hal庫（圖像化，快速上手）的三種開發方式

創建stm32工程

創建工程步驟
在建立工程之前，我們在電腦的某個目錄下面建立一個文件夾，名字為
00_Template。

筆者目錄為E:\Program Data\Keil\00_Template

在上述00_Template目錄下創建一下四個目錄

CORE 用來存放核心文件和啟動文件，OBJ 是用來存放編譯過程文件以及hex 文件，STM32F10x_FWLib 文件夾顧名思義用來存放 ST 官方提供的庫函數源碼文件。

點擊 MDK 的菜單：Project –>New Uvision Project

將目錄定位到剛才建立的文件夾00_Template 之下，然后定位到 USER 目錄下面，我們的工程文件就都保存到 USER 文件夾下面。工程命名為Template,點擊保存。

選擇 CPU 的界面，就是選擇我們的芯片型號。

STMicroelectronics→STM32F1 Series→STM32F103→STM32F103C8T6（如果使用的是其他系列的芯片，選擇相應的型號就可以了)

一定要安裝對應的器件 pack 才會顯示這些內容哦！

MDK 會彈出 Manage Run-Time Environment 對話框, 點擊取消即可。


將固件庫目錄下面的 src,inc 文件夾拷貝到我們剛才建立的 STM32F10x_FWLib 文件夾下面。

將固件庫包里面相關的啟動文件復制到我們的工程目錄 CORE 之下。

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport 下面，將文件 core_cm3.c和文 件core_cm3.h 復 制到CORE 目錄里面。

將里面 startup_stm32f10x_md.s 文件復制到 CORE 下面

定位到目錄STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\a
rm 下面，將里面 startup_stm32f10x_md.s 文件復制到 CORE 下面。

將三個文件 stm32f10x.h，system_stm32f10x.c，system_stm32f10x.h，復制到我們的USER目錄之下。

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x 下面將里面的三個文件 stm32f10x.h，system_stm32f10x.c，system_stm32f10x.h，復制到我們的 USER目錄之下。

將4個文件main.c，stm32f10x_conf.h，stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h 復制到 USER 目錄下面。

然后將STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template 下面的 4 個文件main.c，stm32f10x_conf.h，stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h 復制到 USER 目錄下面。

將上述文件添加到我們的工程中去。右鍵點擊 Target1，選擇 Manage Project Items。

Project Targets一欄，我們將Target名字修改為Template,然后在Groups一欄刪掉一個SourceGroup1，建立三個 Groups：USER,CORE,FWLIB。然后點擊 OK。

右鍵點擊點擊Tempate，選擇選擇 Manage Project Itmes，然后選擇需要添加文件的 Group，添加對應的文件。

我們選擇 FWLIB， 然 后 點 擊 右 邊 的 Add Files, 定 位 到 我 們 剛 才 建 立 的 目 錄，STM32F10x_FWLib/src 下面，將里面所有的文件選中(Ctrl+A)，然后點擊 Add，然后 Close。
CORE 下面需要添加的文件為 core_cm3.c，startup_stm32f10x_md.s ( 注意，默認添加的時候文件類型為.c, 也就是添加 startup_stm32f10x_md.s 啟動文件的時候，你需要選擇文件類型為 All files 才能看得到這個文件)，USER 目錄下面需要添加的文件為 main.c，stm32f10x_it.c，system_stm32f10x.c.這樣我們需要添加的文件已經添加到我們的工程中了，最后點擊 OK

選擇編譯中間文件編譯后存放目錄
在編譯之前我們首先要選擇編譯中間文件編譯后存放目錄。方法是點擊魔術棒，然后選擇“Output”選項下面的“Select folder for objects…”,然后選擇目錄為我們上面新建的 OBJ 目錄。這里大家注意，如果我們不設置 Output 路徑，那么默認的編譯中間文件存放目錄就是 MDK 自動生成的 Objects 目錄和 Listings 目錄。

設置頭文件目錄
對于任何一個工程，我們都需要把工程中引用到的所有頭文件的路徑都包含到進來 。回到工程主菜單，點擊魔術棒 ，出來一個菜單，然后點擊 c/c++選項.然后點擊Include Paths 右邊的按鈕。彈出一個添加 path 的對話框，然后我們將圖上面的 3 個目錄添加進去。記住，keil 只會在一級目錄查找，所以如果你的目錄下面還有子目錄，記得 path一定要定位到最后一級子目錄。然后點擊 OK.

添加好目錄之后的情形

添加宏定義

STM32F10X_MD,USE_STDPERIPH_DRIVER

將main.c復制改為以下代碼

#include "stm32f10x.h"void Delay(u32 count){u32 i=0;for(;i<count;i++);}int main(void){	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);	    //使能PB,PE端口時鐘GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;			    //LED0-->PB.5 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 	 //推挽輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	 //IO口速度為50MHzGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);			     //初始化GPIOB.5GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);					//PB.5 輸出高GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;	            //LED1-->PE.5推挽輸出GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);	  	       //初始化GPIOGPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); 			 //PE.5 輸出高 	  while(1){GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);Delay(3000000);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);Delay(3000000);}}

配置讓編譯之后能夠生成 hex 文件。

同樣點擊魔術棒，進入配置菜單，選擇 Output。然后勾上下三個選項。 其中 Create HEX file 是編譯生成 hex 文件，Browser Information 是可以查看變量和函數定義。

編譯整個工程，如果沒有任何報錯，則整個工程已經創建好了。

STM32工程編譯和下載

選擇下載器位ST-Link Debugger




LED測試
main.c

#include "stm32f10x.h"
void led_init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//1. 使能時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//2. 初始化GPIOGPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);//3. 設置燈滅GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
//低電平
void led_on(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
//高電平
void led_off(void)
{GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
void mydelay(int msec)
{int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < msec; i++){for (j = 0; j < 1000; j++){/*do nothing*/;}}
}int main(void){	//初始化led_init();while(1){led_off();mydelay(1500);led_on();mydelay(1500);}return 0;}

下載之后，LED一閃一閃表示OK。

型號分類及縮寫，工程架構