工具准备和介绍

硬件设备

• STM32最小系统+面包板
• Windows10操作系统
• 万用表、示波器、镊子、剪刀等

stm32简介和arm简介

stm32简介

• STM32是ST公司基于ARM Cortex-M内核开发的32位微控制器
• STM32常应用在嵌入式领域，如智能车、无人机、机器人、无线通信、物联网、工业控制、娱乐电子产品等
• STM32功能强大、性能优异、片上资源丰富、功耗低，是一款经典的嵌入式微控制器

STM32是一系列由ST Microelectronics（意法半导体公司）推出的微控制器(MCU)。这些微控制器基于ARM Cortex-M架构，并且提供各种不同的封装和引脚配置。STM32系列中一些受欢迎的微控制器包括STM32F103，STM32F407和STM32F429。 STM32微控制器以其低功耗，高性能和广泛的功能而闻名。它们通常用于物联网设备，可穿戴技术和其他需要低功耗和高性能的应用。 总体而言，STM32微控制器是许多开发人员的首选，因为它们的多功能性，可靠性和广泛的功能。

ST：指意法半导体
M：指定微处理器MCU
32：表示计算机处理器位数

MCU：微控制器单元（MicroController Unit）：是把中央处理器、存储器、定时/计数器（timer/counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

STM32的应用领域包括但不限于：

1. 嵌入式领域：如智能车、无人机、机器人、无线通信、物联网、工业控制、娱乐电子产品、医疗设备、智能家居等。
2. 高速数据采集系统：使用STM32连接高速ADC和FPGA芯片，实现对高速信号的采集和处理，例如高速摄像头、高速激光测距仪等。
3. 自动驾驶控制系统：使用STM32连接多个传感器和执行器，例如摄像头、雷达、电机、电子罗盘等，并通过算法设计和优化，实现自动驾驶控制功能。
4. 机器人视觉系统：使用STM32连接多个摄像头和处理模块，例如OpenCV、CUDA等，并通过算法设计和优化，实现机器人的视觉导航、物体识别等功能。
5. 网络安全嵌入式设备：使用STM32连接加密模块和网络模块，实现网络安全通信和数据加密等功能，例如VPN、防火墙、数据加密存储等。
6. 人工智能嵌入式设备：使用STM32连接AI模块，例如人脸识别、语音识别、自然语言处理等，并通过编程和训练，实现智能化的应用，例如智能门禁、智能家居等。

总的来说，STM32在各个领域都有广泛的应用。

STM32命名规则

STM32选型

CoreMark：跑分

STM32F103C8T6最小系统板

STM32硬件：STM32F103C8T6最小系统板

STM32系统架构
在小容量、中容量和 大容量产品中，主系统由以下部分构成：
● 四个驱动单元：
─ Cortex™-M3内核DCode总线(D-bus)，和系统总线(S-bus)
─ 通用DMA1和通用DMA2
● 四个被动单元
─ 内部SRAM
─ 内部闪存存储器
─ FSMC
─ AHB到APB的桥(AHB2APBx)，它连接所有的APB设备

这些都是通过一个多级的AHB总线构架相互连接的，如下图所示：

AHB:先进高性能总线
APB2一般和AHB同频率，都是72MHz，APB1一般36MHz
DMA相当于CPU（Cortex-M3)的秘书,可以搬运数据，而不需要cpu,节省cpu时间

引脚定义

红色：电源相关引脚
蓝色：最小系统相关引脚
绿色：IO口，功能口引脚

1. I = 输入，O = 输出，S = 电源， HiZ = 高阻
2. FT：容忍5V
3. 可以使用的功能依选定的型号而定。对于具有较少外设模块的型号，始终是包含较小编号的功能模块。例如，某个型号只有1个SPI和2个USART时，它们即是SPI1和USART1及USART2。
4. PC13，PC14和PC15引脚通过电源开关进行供电，而这个电源开关只能够吸收有限的电流(3mA)。因此这三个引脚作为输出引脚时有以下限制：在同一时间只有一个引脚能作为输出，作为输出脚时只能工作在2MHz模式下，最大驱动负载为30pF，并且不能作为电流源(如驱动LED)。
5. 这些引脚在备份区域第一次上电时处于主功能状态下，之后即使复位，这些引脚的状态由备份区域寄存器控制（这些寄存器不会被主复位系统所复位）。 关于如何控制这些IO口的具体信息，请参考STM32F10xxx参考手册的电池备份区域和BKP寄存器的相关章节。
6. 与LQFP64的封装不同，在TFBGA64封装上没有PC3，但提供了V REF+ 引脚。
7. 此类复用功能能够由软件配置到其他引脚上(如果相应的封装型号有此引脚)，详细信息请参考STM32F10xxx参考手册的复用功能I/O章节和调试设置章节。
8. VFQFPN36封装的引脚2和引脚3、LQFP48和LQFP64封装的引脚5和引脚6、和TFBGA64封装的C1和C2，在芯片复位后默认配置为OSC_IN和OSC_OUT功能脚。软件可以重新设置这两个引脚为PD0和PD1功能。但对于LQFP100/BGA100封装，由于PD0和PD1为固有的功能引脚，因此没有必要再由软件进行重映像设置。更多详细信息请参考STM32F10xxx参考手册的复用功能I/O章节和调试设置章节。在输出模式下，PD0和PD1只能配置为50MHz输出模式。

STM32启动配置

STM32最小系统电路

ARM简介

• ARM既指ARM公司，也指ARM处理器内核
• ARM公司是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构
• ARM公司设计ARM内核，半导体厂商完善内核周边电路并生产芯片

ARM是什么
ARM既可以认为是一个公司的名字 ，也可以认为是对一类处理器的统称 ，还可以认为是一种技术的名字 。
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发 的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，而是转让设计许可 ，由合作公司生产各具特色的芯片。
ARM处理器的内核是统一的 ，由ARM公司提供，而片内部件则是多样的 ，由各大半导体公司设计，这使得ARM设计嵌入式系统的时候，可以基于同样的核心，使用不同的片内外设 ，从而具有很大的优势。
** ARM系列 **

A系列非常多，性能最高
R系列主要面向实时性高
M系列主要用于单片机

软件安装

MDK 源自德国的 KEIL 公司，是 RealView MDK 的简称。在全球 MDK 被超过 10 万的嵌入式开发工程师使用。目前最新版本为：
MDK6，该版本使用 uVision5 IDE 集成开发环境，是目前针对 ARM 处理器，尤其是 Cortex M 内核处理器的最佳开发工具。
MDK5 向后兼容 MDK4 和 MDK3 等，以前的项目同样可以在 MDK5 上进行开发(但是头文件方面得全部自己添加)， MDK5 同时加强了针
对 Cortex-M 微控制器开发的支持，并且对传统的开发模式和界面进行升级，MDK5 由两个部分组成：MDK Core 和 Software Packs。其中，Software Packs 可以独立于工具链进行新芯片支持和中间库的升级。

安装MDK差不多就是一路Next（如果之前用过Keil5开发51单片机，可以直接选安装目录到原来的Keil5安装目录，例如Keil_v5文件夹，并且直接在keil5软件可以自由切换）,要求填写信息就随便填一下，如下图所示，如果MDK和C51同安装目录，可以选Legacy Device切换为C51开发

下面直接看注册

注册

1. 以管理员的方式运行keil软件
2. 选择否即可
   
3. 打开注册管理窗口（File -> License Management），并复制CID
   
4. 打开注册机，执行如下几步。
   
5. 将注册码添加到注册窗口中
   

器件支持包安装

双击Keil.STM32F1xx_DFP.2.2.0.pack，选择合适的安装位置，一路Next
在线安装器件支持包方式

网络较慢，漫长等待

然后点是

ST-LINK驱动安装

首先要把ST-LINK插到电脑上
默认STM32 STLink是没有驱动的（有个黄色感叹号），需要安装驱动

找到Keil安装目录下，安装64位驱动

一路安装即可
驱动安装好之后，上述黄色感叹号消失，表示安装成功

USB转串口驱动

首先要把 USB转串口插到电脑上
双击CH341SER.EXE（自己下载），点击安装

新建工程

目前STM32主要有基于寄存器，基于标准库（本课程），基于Hal库（图像化，快速上手）的三种开发方式

创建stm32工程

创建工程步骤
在建立工程之前，我们在电脑的某个目录下面建立一个文件夹，名字为
00_Template。

笔者目录为E:\Program Data\Keil\00_Template

在上述00_Template目录下创建一下四个目录

CORE 用来存放核心文件和启动文件，OBJ 是用来存放编译过程文件以及hex 文件，STM32F10x_FWLib 文件夹顾名思义用来存放 ST 官方提供的库函数源码文件。

点击 MDK 的菜单：Project –>New Uvision Project

将目录定位到刚才建立的文件夹00_Template 之下，然后定位到 USER 目录下面，我们的工程文件就都保存到 USER 文件夹下面。工程命名为Template,点击保存。

选择 CPU 的界面，就是选择我们的芯片型号。

STMicroelectronics→STM32F1 Series→STM32F103→STM32F103C8T6（如果使用的是其他系列的芯片，选择相应的型号就可以了)

一定要安装对应的器件 pack 才会显示这些内容哦！

MDK 会弹出 Manage Run-Time Environment 对话框, 点击取消即可。


将固件库目录下面的 src,inc 文件夹拷贝到我们刚才建立的 STM32F10x_FWLib 文件夹下面。

将固件库包里面相关的启动文件复制到我们的工程目录 CORE 之下。

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport 下面，将文件 core_cm3.c和文 件core_cm3.h 复 制到CORE 目录里面。

将里面 startup_stm32f10x_md.s 文件复制到 CORE 下面

定位到目录STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\a
rm 下面，将里面 startup_stm32f10x_md.s 文件复制到 CORE 下面。

将三个文件 stm32f10x.h，system_stm32f10x.c，system_stm32f10x.h，复制到我们的USER目录之下。

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x 下面将里面的三个文件 stm32f10x.h，system_stm32f10x.c，system_stm32f10x.h，复制到我们的 USER目录之下。

将4个文件main.c，stm32f10x_conf.h，stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h 复制到 USER 目录下面。

然后将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template 下面的 4 个文件main.c，stm32f10x_conf.h，stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h 复制到 USER 目录下面。

将上述文件添加到我们的工程中去。右键点击 Target1，选择 Manage Project Items。

Project Targets一栏，我们将Target名字修改为Template,然后在Groups一栏删掉一个SourceGroup1，建立三个 Groups：USER,CORE,FWLIB。然后点击 OK。

右键点击点击Tempate，选择选择 Manage Project Itmes，然后选择需要添加文件的 Group，添加对应的文件。

我们选择 FWLIB， 然 后 点 击 右 边 的 Add Files, 定 位 到 我 们 刚 才 建 立 的 目 录，STM32F10x_FWLib/src 下面，将里面所有的文件选中(Ctrl+A)，然后点击 Add，然后 Close。
CORE 下面需要添加的文件为 core_cm3.c，startup_stm32f10x_md.s ( 注意，默认添加的时候文件类型为.c, 也就是添加 startup_stm32f10x_md.s 启动文件的时候，你需要选择文件类型为 All files 才能看得到这个文件)，USER 目录下面需要添加的文件为 main.c，stm32f10x_it.c，system_stm32f10x.c.这样我们需要添加的文件已经添加到我们的工程中了，最后点击 OK

选择编译中间文件编译后存放目录
在编译之前我们首先要选择编译中间文件编译后存放目录。方法是点击魔术棒，然后选择“Output”选项下面的“Select folder for objects…”,然后选择目录为我们上面新建的 OBJ 目录。这里大家注意，如果我们不设置 Output 路径，那么默认的编译中间文件存放目录就是 MDK 自动生成的 Objects 目录和 Listings 目录。

设置头文件目录
对于任何一个工程，我们都需要把工程中引用到的所有头文件的路径都包含到进来 。回到工程主菜单，点击魔术棒 ，出来一个菜单，然后点击 c/c++选项.然后点击Include Paths 右边的按钮。弹出一个添加 path 的对话框，然后我们将图上面的 3 个目录添加进去。记住，keil 只会在一级目录查找，所以如果你的目录下面还有子目录，记得 path一定要定位到最后一级子目录。然后点击 OK.

添加好目录之后的情形

添加宏定义

STM32F10X_MD,USE_STDPERIPH_DRIVER

将main.c复制改为以下代码

#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端口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;			    //LED0-->PB.5 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 	 //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	 //IO口速度为50MHzGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);			     //初始化GPIOB.5GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);					//PB.5 输出高GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;	            //LED1-->PE.5推挽输出GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);	  	       //初始化GPIOGPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); 			 //PE.5 输出高 	  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);}}

配置让编译之后能够生成 hex 文件。

同样点击魔术棒，进入配置菜单，选择 Output。然后勾上下三个选项。 其中 Create HEX file 是编译生成 hex 文件，Browser Information 是可以查看变量和函数定义。

编译整个工程，如果没有任何报错，则整个工程已经创建好了。

STM32工程编译和下载

选择下载器位ST-Link Debugger




LED测试
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. 使能时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//2. 初始化GPIOGPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);//3. 设置灯灭GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
//低电平
void led_on(void)
{GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
}
//高电平
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;}

下载之后，LED一闪一闪表示OK。

型号分类及缩写，工程架构