2020-09-15

第1章 嵌入式基础

1.1 嵌入式的概述

1.1.1 嵌入式的含义

    嵌入式系统，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。

1.1.2 嵌入式的用途

嵌入式系统用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。

1.1.3 生活中常见的嵌入式产品

空调、洗衣机、冰箱、微波炉、消毒柜等。

1.1.4 嵌入式单片机与PC电脑的区别

1.1.5 单片机分类

主要分为两大类：51单片机、ARM单片机

51单片机：厂商---->STC（主要）、Atmel、凌阳单片机

ARM单片机：厂商--->ST、NXP、TI、飞思卡尔、瑞萨

1.1.6 ARM微处理器的应用领域

    工控领域：PID算法、MODEBUS总线

    路由器、交换机：TCP/IP协议、UIP协议

    汽车电子：CAN总线

    物联网：zigbee协议、NB-IOT

    消费电子：Linux系统

    模拟电子：DSP

1.1.7ARM处理器系列

ARM处理器的发展史：

       ARM7/9/11----ARM架构的V4/V5

       2008年ARM公司将芯片分为三类

         A系列：主频较高，一般用于消费电子、路由器、服务器

          R系列：军用

          M系列：主频较低，一般用于工控

1.2 单片机内核种类

1.2.1 Corter-M系列芯片分类

    意法半导体芯片为例：

        Cortex-M0:主频为48M，一般用于低功耗

        Cortex-M3:主频为72M，一般用于工控

        Cortex-M4:主频为168M，一般用于电源管理

1.2.2 STM32F40x系列命名规则

    目前使用的芯片型号：STM32F407ZGT6

        ST：芯片厂商意法半导体公司的简称

        M：Cortex-M系列

        32：32位处理器

        F：通用型产品

        407：芯片系列型号

        Z：芯片引脚数量（144Pin）

        G：内存ROM容量（1024K）

        T：芯片封装形状（四面表贴封装）

        6：芯片工作温度（-40~85℃）

1.2.3 STM32F40xZGT6芯片内部资源

    芯片选型手册：

        Flash：1M字节

        RAM：192K字节

        定时器：14个

        看门狗：2个

        RTC1：个

        24位递减计数器（系统滴答定时器）：1个

        模数转换器（ADC）：24个

        数模转换器（DAC）：2个

        IO口：114个

        SPI：3个

        IIS：2个

        IIC：3个

        UART：6个

        USB：2个

        CAN：3个

        SDIO：1个

        带以太网接口：1个

    STM32F407ZGT6内部结构：（STM32手册中的图）

1.3 STM32F40x最小系统

1.3.1 最小系统概念

    最小系统：

        能够让MCU工作的最小单元

1.3.2 最小系统的构成

    主控芯片

        STM32F407ZGT6

    电源电路

        一切电路的“必须品”

        当前芯片使用COMS电平（3.3V供电）

    时钟电路

        让MCU工作的心跳节拍

分类：RC振荡电路、晶振(有源、无源)、表面式声波振荡器

        当前使用晶振（无源），25M

    复位电路

        让MCU重新从main函数开始执行的电路   

        STM32F407ZGT6复位：低电平复位（按键按下复位、上电复位）

        51单片机复位方式：高电平复位

    启动方式

        BOOT0置低电平--正常工作模式

        BOOT0置高低平，BOOT1为低电平—ISP下载模式

        BOOT0置高低平，BOOT1为高电平—调试模式

1.4 搭建开发环境

1.4.1 安装MDK5

    路径问题：

        安装路径一般不装在C盘

        路径最好不要包含中文、空格、特殊字符

    MDK5与Keil uVision5问题：

        安装完MDK5后，软件的名字为：Keil uVision5

1.4.2 软件注册

    1.双击注册Keil_ARM_MDK_5软件（解压不了，请关闭系统杀毒软件）

    2.以管理身份运行Keil uVision5

    3.复制相应CID，到注册软件中获取注册码。

1.4.3 安装芯片支持包

    M4的芯片支持包---->Keil_STM32F4xx_DSP.2.7.0

1.4.4 安装ST-Link驱动

    注意win7与win10的驱动不一样的。

1.4.5 安装CH340驱动

    使用串口烧录代码需要下载的驱动

1.5 新建工程

1.5.1 新建工程

    在存放项目的地方，新建一个文件夹，取名project_demo

    复制芯片启动文件相关文件夹CMSIS到project_demo中

    在project_demo中新建一个USER，文件夹，存放自己编写的程序

1.5.2 项目添加到KEIL软件

    在KEIL中新建一个项目，选择对应芯片

    把project_demo项目添加到软件工程项目中

1.5.3 软件工程项目配置

    添加全局宏

    添加头文件路径

    选择ST-LINK调试

SW/JTAG(可被用于输出口了)---一般选择SW

勾选Reset and Run，下载程序自动运行

添加Flash

1.5.4 编写与编译程序

    Main是程序的入口

1.5.5 下载代码

    ST-LINK下载

    串口下载