STM32F103笔记（一）

一. STM32的概述

stm32F1系列是来自ARM公司具有突破性的以ARM Cortex-M3为内核的32为微处理器，内核为ARM公司为要求高性能，低功耗，低成本，性价比高的嵌入式应用专门设计的Cortex-M内核。

1. STM32F1系列芯片介绍

STM32F103ZET6(战舰,精英版)与STM32F103RCT6(mini版)

1. 内核：
   -32位 高性能ARM Cortex-M3处理器
   -时钟：高达72M
   -单周期乘法和硬件除法
2. IO口
   -STM32F103ZET6:144引脚 112个IO
   -STM32F103RCY6: 64引脚 51个IO
   -大部分IO口都耐5V
   -支持调试：SWD和JTAG
3. 存储器容量：
   STM32F103ZET6: 512K FLASH，64K SRAM
   STM32F103RCT6: 256K FLASH，48K SRAM
4. 时钟，复位和电源管理：
   ①2.0-3.6V电源和IO电压
   ②上电复位，掉电复位和可编程的电压监控
   ③强大的时钟系统
   -4~16M的外部高速晶振
   -内部8MHZ的高速RC振荡器
   -内部40KHZ低速RC振荡器，watchdog时钟
   -内部锁相环（PLL，倍频），一般系统时钟都是外部或内部高速时钟经过PLL倍频后得到
   -外部低速32.768K的晶振，主要做RTC的时钟源
5. 低功耗：
   -睡眠，停止，和待机三种低功耗模式
   -可用电池为RTC和备份寄存器供电
6. AD：
   -3个12位AD
   -转换范围：0~3.6V（电源电压）
   -内部通道可以用于内部温度测量
   -内置参考电压
7. 定时器：
   -4个通用定时器
   -2个基本定时器
   -2个高级定时器
   -1个系统定时器
   -2个看门狗定时器
8. 通信接口：
   -2个IIC接口
   -5个串口
   -3个SPI接口
   -1个CAN2.0
   -1个USB FS
   -1个SDIO

2. stm32系列的命名规律

目前本人使用的stm32系列开发板为stm32F103ZET6(精英版)，其命名的规律如下图：

3. 关于查找资料

-如果查找IO口是否独立，可查看《精英版IO引脚分配表》
-如果查找IO口与串口的关系，或其IO口的功能，或是否容忍5V，可查看《数据手册》的表5（FT表示容忍5V）。

二. IO端口与串口的区别

▶ IO实现简单的输入输出，没有通信协议，而串口是有通信协议的数据输入输出，而通信协议就是约定波特率，停止位，奇偶校验位，硬件流控制，收发模式等

三. 开发环境搭建

1. MDK软件安装

1. 在“软件资料”里找到mdk5
2. 安装mdk_514.exe
3. 安装Keil.STM32F1xx_DFP.1.0.5.pack

2. USB串口驱动安装

1. 在“软件资料”里找到CH340驱动
2. 运行SETUP.exe

3. 程序下载方法

STM32的程序下载有多种方法：USB，串口，JTAG，SWD等。

(1). 串口下载

▶STM32的串口下载一般只能通过串口1下载，为了使用串口下载，首先要在板子上设置一下，在板子上把RXD和PA9（STM32的TXD），TXD和PA10(STM32的RXD)通过跳线帽连接起来，这样我们就把 CH340G 和 MCU 的串口 1 连接上了。（串口2可以用来串口通信但不能进行串口下载）

▶串口下载的原理如下图：

USB与MCU串口之间通过一个转换芯片（CH340）来将串口信号转换为USB信号，然后再将USB连接到电脑。这样就实现了串口与USB的通信。（类似于51单片机）

(2). 程序的烧录

stm32一般采用FlyMCU进行烧录。
运行该软件后注意设置好串口，波特率，hex文件的路径正确。

这里一定要选中“DTR的低电平复位，RTS高电平进BootLoader”

(3). STM32的启动模式

STM32直接通过两个引脚Boot0和Boot1设置启动模式
具体如下图：
主闪存存储器启动：指运行板子flash memory里的程序

系统存储器启动：指通过串口下载

▶一般下载程序把Boot0和Boot1全置为0是因为stm32内部有一个自动下载电路，这就是为什么在下载程序时FlyMCU一定要选中“DTR的低电平复位，RTS高电平BootLoader”的原因。

4. JLINK下载

具体步骤如下：
-安装好MDK和JLINK驱动
-运行MDK，首先编译程序，必须error==0！
-点开设置，并选择debug
-选择JLINK后点击Setting

-在这个地方可以选择JTAG或者SW下载（JTAG一般选用5Mhz，SW一般选用10Mhz或者5Mhz）

-接下来点击Flash Download，再按如下配置

-最后回到设置里，点击Utilities，按图配置
至此，JLINK的配置完成！
点击编译旁边的load即可下载程序！

四. 库函数和寄存器的区别

本质上是一样的。我们可以在库函数模板中直接操作寄存器，因为官方库相关头文件有寄存器定义。但是不能在寄存器模板中调用库函数，因为没有引入库函数相关定义。
了解寄存器基本原理可以让我们对stm32相关知识有比较深入的理解。如果底层代码配置出现了问题需要调试的话，必须对寄存器有一定的了解才能找到问题，因为调试代码，底层只能查看寄存器相关配置。

eg：要控制某个IO口的状态
在51单片机中：P0=0x11;
在stm32寄存器开发：GPIOx->BRR = 0x0011;
在stm32库函数开发：

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
     
GPIOx->BRR = GPIO_Pin;
}

这个时候你不需要再直接去操作 BRR寄存器了，你只需要知道怎么使用 GPIO_ResetBits()这个函数就可以了。

五. 新建工程模板-基于固件库

1. 在建立工程之前，在电脑的某个目录下面建立一个文件夹（名字任意），后面所建立的工 程都可以放在这个文件夹下面，这里我以 “first” 为例子。
2. 点击MDK的菜单：Project –>New Uvision Project ，然后将目录定位到刚才建立的文件夹 first 之下，在这个目录下面建立子文件夹 USER（名字任意）, 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 first ,点击保存。
   
   接下来会出现一个选择 CPU 的界面，就是选择我们的芯片型号。如下图所示，因为本人使用的是ALIENTEK 精英 STM32F103 ，所以型号为 STM32F103ZET6，所以在这里选择 STMicroelectronics->STM32F1 Series>STM32F103->STM32F103ZET6（如果使用的是其他系列 的芯片，选择相应的型号就可以了)
   
3. 现在 USER目录下面包含 2 个文件夹和 2 个文件
   first.uvprojx 是工程文件，非常关键，不能轻易删除。Listings 和 Objects 文件夹是 MDK 自动生成的文件夹，用于存放编译过程产生的中间文件。我们不删除这两个文件夹也是没有关系的，只是我们不用它而已。
4. 接下来在 first工程目录下面，新建 3 个文件夹 CORE, OBJ 以及 STM32F10x_FWLib。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。
   
5. 将官方的固件库包里的源码文件复制到我们的工程目录文件夹下面。 打开官方固件库包，定位到我们之前准备好的固件库包的目录STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver 下面， 将目录下面的 src,inc 文件夹 copy 到我们刚才建立的 STM32F10x_FWLib 文件夹下面。
6. 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，打开官方固件库包，定位到目录 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 下 面 去 。 然 后 定 位 到 目 录 STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm 下面，将里面 startup_stm32f10x_hd.s 文件复制到 CORE 下面。
   现在看看我们的 CORE文件夹下面的文件：
7. 定位到目录： 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。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。
   
8. 下面我们将这些文件加入我们的工程中去。在MDK中右键点击 Target1，选择Manage Components.
9. Project Targets一栏，我们将Target名字修改为first，然后在Groups一栏删掉一个Source Group1，建立三个 Groups：USER,CORE,FWLIB。然后点击 OK，可以看到Target 名字以及 Groups 情况。
10. 下面往 Group 里面添加我们需要的文件。我们按照步骤 9 的方法， 选择需要添加文件的 Group，这里第一步我们 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点击 Add，然后 Close。
11. 同样，将 Groups 定位到 CORE 和 USER下面，添加需要的文件。 CORE 下面需要添加的文件为 core_cm3.c，startup_stm32f10x_hd.s ，USER目录下面需要添加的文件为main.c，stm32f10x_it.c，system_stm32f10x.c. 这样需要添加的文件已经添加到工程中了，最后点击OK，回到工程主界面。
12. 接下来要编译工程，在编译之前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 择目录为上面新建的 OBJ 目录，并勾选Create HEX File。
13. 下面选择 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。
    然后填写 “STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER”到 Define 输入框里面。 这里如果用的是中容量那么 STM32F10X_HD修改为 STM32F10X_MD，小容 量修改为 STM32F10X_LD. 然后点击OK。
14. 至此，一个工程就建立完毕，之后将main文件内的代码删除，输入你需要的代码即可。