[STM32]STM32F407系列教程之一，搭建简洁Template模板

一、实验环境

1.编译器环境：

集成开发环境 ：Keil MDK 5.22
系统环境 ：Windows 10 专业版 1706
OS内部版本 ：16299.125

PS：不必过于纠结集成开发环境的版本问题，最开始我在学习stm32时候，使用的是Keil4（一个蓝色的图标，不知道大家见过没有），开发环境只会一定程度上减轻工作量，但决定不了程序的核心，要想写出算法严谨、结构紧凑的程序，还得靠自己不断取学习和练习。
这里列举我这里的程序运行环境的参数，目的只是想告诉大家，程序能够执行，是离不开硬件的，无论嵌入式还是纯软的程序，日后出现问题，大家在论坛或者贴吧提问题时，带上自己的硬件环境，方便大家一起来解决问题。

2.硬件环境：

使用STM32F407VE最小系统板；

PS：大家只有手中有一块STM32F4的单片机板子即可，我个人并不是很建议大家初学就去买某点某原子或者某火的开发板，我承认他们的产品算的上业界良心，但是，如果大家想真心吃透单片机的核心，建议还是离他们远一点，亲自动手才是学嵌入式的正确道路。

二、文件组织方式

如果大家有学过51单片机，毫无疑问，大家一定用过keil 4去搭建一个project，然后添加main.c函数，随着代码量的增加和结构的复杂度增加，使用模块化编程，添加.h文件，相互包含。

所有的学习路线都是正确的，因为51单片机过于简单（指的外设简单、寄存器简单），我们可以简单的去写一个启动文件，控制程序的执行过程（如从0000H处启动后，一个LJMP跳转到MAIN处执行用户程序，不好意思，这里稍微扯到了51的汇编代码，有兴趣的可以去了解一下）。

STM32则不一样，实际上包括NXP（原Freescale）的K60、XS128等等，这些单片机都是使用的ARM的内核，实际上不只单片机，ARM架构垄断了几乎真个移动端市场，大家用的手机，不管苹果三星，还是华为小米，没买一部，都有一定量的钱流入ARM公司。

PS：是不是很乱，一会一个ARM，那么ARM到底是什么？
(1).一个公司，名字是Advanced RISC Machine；
(2).ARM公司开发的处理器，分为A-高端应用方向、R-实时性方向、M-低端控制方向；
(3).ARM公司早期提出的架构，现在改为Cortex-X；

所以说，天下嵌入式是一家，皮不一样，心都是一样的。

有点扯远了，由于STM32所依托的内核过于庞大，加之不同的公司在ARM授权的内核上外扩了很多的外设（比如USART、以太网、CAN、TIM等），导致我们不可能再像学习51那样去搭建project，一个启动文件startup，或者是一个bootloader引导设置，其代码量都不是一星半点的。

好在ST公司以及ARM公司都考虑到了这一点，他们提供了我们想要的这些，作为用户，我们去裁剪、修改即可，把精力放在外设的调用以及模块组合上，不用频繁去造轮子。

好了，一系列组合图，介绍以下，STM32中文件的组合方式：
上图是在电脑中的文件的分类存放，都放在根目录下也是可以的，那样就不好查找了不是？简单介绍一下，这些是我自己分类的，是按照我的习惯来的。

   clear.bat	：这是一个批处理，我用它来删除一些过程文件，毕竟我比较懒。
   BSP			：板级支持包，我用它来存放外设的配置，比如usart、tim的配置。
   CORE			：内核文件，ST公司提供，实际上是一些启动文件，裁剪、修改会涉及到它。
   FUNCTION		：常用函数，我自己编写的，存放一些常用的函数，比如delay、字符串处理函数等。
   HARDWARE		：硬件模块，我自己编写的，存放设备模块的驱动文件，比如蓝牙、舵机、步进电机的驱动。
   MDK			：工程，只要记住这里面存放了一个project文件即可，其他的不需要关心。
   OBJ			：存放了编译、链接过程产生的文件，常用的是.hex和.map文件，以后使用到再细说。
   OS			：存放操作系统，单片机也是可以跑操作系统的，关于操作系统，有时间我们在说。
   README		：帮助文件，我自己编写的，存放修改说明和版权、引脚说明什么的，纯文本文档。
   SYSLIB		：ST官方提供的，固件库，用户通过固件库可以间接操作寄存器。
   USER			：存放用户程序，说白了就是主函数和中断服务函数，当然了如果接触了操作系统，我将操作系统的调用文件也放在这里。

好了，这就是文件夹下全部的介绍，大家可以下下来模板，仔细比对，稍微透露一下，子文件夹下的设计有特别之处，自行查找。

说完了工程在硬盘中的存放，再说一下在编辑器中的组织方式：

心细的同学可能已经发现了，这里的组织方式和硬盘里的存放几乎完全相同。

从上而下是一个树状管理结构，首先是一个工程组名（Template_stm32f407v），下面是工程名（Template_LJI），接下来是不同的文件夹，存放不同的文件。实际上这是跟实际相关的，要解决一个庞大的问题，需要不同工程相互协调，要实现一个工程的功能，需要不同的子设备相互协调。

但实际上，我们的工程组下往往只有一个工程就可以了，毕竟功能相对比较简单。

三、STM32程序的执行过程

我讲这个有点早了，不过实际上，我只是会简单介绍一下，说的太深我都很绕：

学过C语言的我们都知道，C语言的程序是从main函数开始执行的，但实际上，C语言用户编写的程序才是从main函数开始的，谭浩强先生编写的大学C语言教材上也明确说明了这一点，只是用着用着，把这一点忘记了。

探讨这个问题之前，我们在多聊几句：

1.程序是怎么执行的

——不管叫啥，有个类似于PC的寄存器，用来指示下一周期要执行的指令地址，机器通过这个地址取指、译指，然后执行。

2.程序复位，或者上电后，这个PC值是多少

——鬼知道，不同公司设计的不一样，反正芯片制造出来，就是固定的。

3.那么，机器是怎么找到用户编写的函数的

——这里就用到了念叨了好久的启动文件，打开startup_stm32f40_41xxx.s，第177行：

不管能不看懂，首先第177行有个Reset_Handler，下面下面，出现了一个”__main”，好了，就是这么找到main函数的，说白了，就是人为设定的main这么一个函数，然后用户在main函数里调用其他子函数实际上，其他的C语言也是这样的。

PS：注意我注释掉的三行，以后我会在讲到，有兴趣可以思考下它们的作用，答对了没奖的。另外有能力的，阅读一下整个startup_stm32f40_41xxx.s文件，在执行mian函数之前，机器做了一系列准备工作，网上有段代码的解释的，有兴趣的可以自行了解。

说完了启动过程，就到了main函数这里：
我画几个图来表示接下来的过程：


1.首先时System_Init()函数，用来对系统时钟进行配置，这个函数是自定义的，即用户可以规定其功能，比如这里的这个，大家可以去System_Init()的定义处，我除了配置系统时钟，还把常用的delay函数相关配置配置了一下。

PS：关于如何去. System_Init()的定义处，选中函数，双击全选，然后右键，出现一个菜单，选中”Go to the Definiton of xxxxx”，当然，也可使用快捷键（快捷键需要定义的）。

2.之后设置中断向量组，这个我会在讲中断时说明，这里不多介绍。

3.外设初始化，复位后，STM32F407VE的外设都是关闭的，如果我想使用usart进行串口打印，那么调用”BSP_USART_InitConfig(USART1, 115200, 1)”函数，用来开启usart1，开启后，就可以使用GPIOA-9和GPIOA-10来与电脑通信了。

4.最后是while(1)死循环，目的是让机器保持运行。当然也可以在while(1)中执行一些操作。

PS：如果大家用过Arduino单片机，while(1)循环好比loop，之前的所有操作就是setup。

四、STM32程序下载

关于程序烧录，或者说下载，STM32F407支持下载到不同的存储区，这里先介绍下载到flash区：

1.STM32F407VE系统板把boot0引脚接3.3V，插上下载器（我使用的是CH340）

2.打开烧录软件FlyMcu v0.188（注意版本号！！！）

注意：一定设置对，特别是使用一键下载的同学

另外，波特率不要太高，选择76800即可！

3.安装CH340驱动，在我压缩包里，和下载器在一起

4.选择程序文件，并简单配置下载完成后操作

5.点击”开始编程即可”

五、运行结果

打开串口监视器XCOM：

1.配置通信参数

2.打开串口

若无法查询到串口，重新安装CH340驱动，若仍无法解决，你的电脑串口可能坏了，插上鼠标看能否使用）

3.按下STM32FVE系统板上的复位按键

4.执行结束

六、问题思考

希望大家能够仔细查找这些问题的答案，这样会对大家的学习有帮助：

1.ARM架构的发展历史；
2.RISC和CISC分别是什么？
3.bootloader是什么？
4.startup_stm32f40_41xxx.s完成的工作是什么？