《STM32学习笔记》2——开发环境的建立

接上文，文中的图片知识，大多数来自视频的截图（来自洋桃电子）。
欢迎大家批评指正！

STM32学习笔记-专栏

一、接口定义

杜老师戏称洋桃开发板是故宫布局，很有意思！

1 芯片引脚整体简介

• 芯片1脚位置（引脚数逆时针递增）

• F103（48pin）引脚分布：

2 各部分引脚介绍

二、开发板简介

开发板功能 ：

• 2 路继电器
• 1 个 5 线步进电机接口
• 1 个 RS232 接口
• 1 个 RS485 接口
• 1 个 CAN 总线接口
• 1 个模拟量游戏摇杆
• 4 个电容式触摸按钮
• 1 个旋转编码器按钮
• 8 位数码管及驱动芯片
• 8 个 LED流水灯
• 1 个 MicoUSB 接口
• 1 个 TF 卡槽
• 1 个 MP3 播放控制芯片
• 1 个 U 盘或 USB 鼠标键盘接口
• 1 个 5V 舵机接口
• 1 个 JTAG 调试接口
• 1 个面包板
• 1 个复位按钮
• 1 个唤醒按钮
• 1 个 OLED 显示屏
• 1 个光敏电阻
• 1 个电压调节电位器
• 核心板插座
• 核心板接口扩展插座
  （所有功能均可用跳线帽与单片机的 IO 接口连接或断开）

三、ISP下载

1 安装 USB 驱动

CH340-USB转串口驱动

2 ISP程序下载——FlyMcu

2.1 烧入FLASH：

• 搜索串口
• 配置波特率
• 打开hex文件
• 勾上 编程前重装文件、校验、编程后执行、编程到FLASH时写选项字节
• 设置选项等字节—— FF——设成FF阻止读出
• 开始编程，即烧写成功

2.2 烧入SRAM：（烧写快，断电丢失）

• 在开发板上按键，切换ISP模式。
• 勾选上 使用RAMIsp
• 步骤同上，烧写成功

四、最小系统电路

1 基本内部组成

• 内核
• 存储器
• 时钟和启动
• 复位
• 电源管理

2 最小系统电路

• BAT1——纽扣电池：为内部RTC供电
• 右边6个——滤波电容：去除电源电压的波动干扰。应围绕单片机周围布局布线，以达到最佳滤波效果。
• K3——手动复位按键
• Y1、Y2——外部晶振
• 左边4个——起振电容：帮助晶体振荡器稳定的工作
• 30、31——串口1的收发脚：USB下载口
• 40、20——BOOT0、1：启动模式选择引脚

五、KEIL

1 KEIL软件介绍

KEIL 是一款用于微控制器的软件开发平台。

• 把用户的 C 语言、汇编语言、 C +＋语言等转换成 HEX 或 BIN 等文件 （编译）
• KEIL 就是将程序编辑、编译、调试仿真等功能集合在一个叫 uVision 的软件中，这就是集成开发环境
• KEIL 软件用于STM32的 ARM 内核编译器叫 KEIL MDK
• KEIL MDK 有多个版本，包括 MDK-Pro（专业版）、 MDK-ARM（标准版）、MDK-CortexM(Cortex版）、 C-MDK-ARМ（中国版）、 MDK-Lite（试用版）。
• KEIL 原是一家德国公司，后被 ARM 公司收购。
• 目前主流的集成开发环境有 KEIL 和 IAR ，二者的使用方法大同小异。

2 安装

• 安装
• 获得MDK编译内核的序列码，破解（可与51内核共存）

3 工程结构

• CMSIS——内核驱动程序: 包含c⽂件，ST公司官⽅提供的，对arm内核和mcu系统的基础⽂件，⼀般不做修改。
• LIB——内部功能的基本函数库: 包含c⽂件，st公司提供，需要根据⽤户的需求对其进⾏增减。
• STARTUP——单⽚机启动程序: 包含asm⽂件，st公司提供，负责启动，⼀般不做修改。
• USER——⽤户程序（包括主函数）: 包括main.c⽂件和stm32f10x_it.c⽂件。前者为⽤户程序，需要⽤户进⾏修改；后者不要修改。
• BASIC——内部功能的驱动函数: 包括dealy.c和sys.c。前者为⽤户编写的延时程序；后者为st公司提供，不作修改。
• HARDWARE——外部硬件的驱动程序: 包括led.c和key.c两个⽂件，驱动如led，oled、继电器、微动开关之类。均为⽤户⾃⼰编写，需根据需求修改。

4 固件库

4.1 定义

固件库： 工程文件主要由 底层硬件驱动程序 + 上层用户应用程序 组成。ST官方将通用的底层硬件程序文件写好并封装成文件包，即为固件库。

4.2 运行原理

• 功能配置寄存器： SRAM 里特定的部分，专门用于软件和硬件的连接。
• 用户程序通常存放在FLASH，运行时被ARM内核调用。内核根据程序指令，调用功能配置寄存器。功能寄存器每一位置零或置一，都可以操作硬件的状态。

• 基于运行原理的三种编程方案
  • 寄存器操作：用户直接操作底层寄存器。简单，效率高，占用内存小，但学习复杂繁琐
  • 标准固件库：官方封装各种驱动程序为特定函数，用户直接调用函数即可。
  • STM32Cube：图形化编程方案，官方最近主推。HAL、LL模式各有优缺点，互相弥补。

4.3 下载安装固件库

• 在官方途径下载固件库
• 新建工程文件夹，在内分别新建 CMSIS、Lib、Startup、User文件夹
• 将官方固件库的文件复制进去
• keil 新建工程在工程文件夹，选择芯片型号
• keil 红绿白方块的图标的按钮，新建上述四个文件，并分别导入四个文件夹的文件
• keil 魔术棒按钮。target——8.0MHz；Output——create HEX；C/C++——Preprocessor Symbols——Define输入USE_STDPERIPH_DRIVER,STM32F10X_MD。Include Paths选择文件夹CMSIS、Lib\inc、Lib\src、Startup、User。
• 在main.c里修改。
• 编译

六、编程语言介绍

C语言和汇编语言都是人类易学易懂的语言，通过编译器（keil这样的软件）将代码转换为HEX或Bin文件，即单片机认识的语言，可直接在FLASH里读取运行的机械语言。

1、C语言

C 语言： 单片机开发主要学习的语言。"高级但又不太高级"的语言，和底层依旧可以保持一定的联系。因此，可以不需要任何运行环境支持便能运行，且具有良好的跨平台特性。

2、对比

汇编语言	C语言
低级语言	高级语言
直接操作底层寄存器	更偏向用户
执行效率最高	效率不如汇编
不易移植	易移植
不易编写和读懂	易编写和读懂
学习难度大	学习难度小

七、固件库的调用和添加工程文件

1、固件库

ST 官方有固件库说明书，涵盖STM32各个模块，可调用库函数，引脚等。

2、添加文件

添加自定义驱动文件：

• 在工程文件夹中新建文件夹，例如 Hardware
• 在其中新建功能模块文件夹，例如 LED
• 在其中新建 “.c ”、“.h”文件，例如 led.c、led.h
• 在 keil 打开该工程，点击三个小方块（红白绿）的按钮，在 Groups 新建 Hardware 文件夹
• 点击添加文件，添加 led.c ，OK
• 点击魔术棒按钮，C/C++选项卡，Include Paths 选择刚刚的文件夹，Hardware/LED　，OK

3、移除文件

• 在 keil 打开该工程，点击三个小方块（红白绿）的按钮，在 Groups 删除 Hardware 文件夹
• 删除 led.c ，OK

以上操作可以不必编译不需要的文件，减少资源占用，实际工程文件夹依旧有该文件，但不作编译，也不出现在keil工程侧栏文件目录里。
根据工程情况，删除不必要的驱动程序或固件库的函数等。