标签：学习 定义 引脚 ISP 总线 接口 STM32 单片机 笔记
一、内部核心功能
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ARM内核
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存储器
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Flash：硬盘
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SRAM：内存
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时钟
实时时钟：RTC
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振荡器HSE/HSI
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RC振荡器
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晶体振荡器
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分频器
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实现震荡频率翻倍
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用锁相环实现，称PLL
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复位
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电源管理
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备用电源输入
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端口输入输出
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逻辑电源输入
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模拟电源输入
二、内部重要功能
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低功耗模式
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睡眠模式：
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停机模式
| 关ARM内核 |
|---|
| 关闭所有内部功能 |
| 关闭PLL分频器,HSE振荡器 |
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待机模式
| 关ARM内核 |
|---|
| 关闭所有内部功能 |
| 关闭PLL分频器,HSE振荡器 |
| SRAM内容消失 |
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ADC：模数转换器
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DMA：帮CPU传递数据
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I/O：（I/O的集合也就是GPIO）
总共有5组端口，一组有16个I/O口
每个端口有8个工作状态：
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AIN 模拟输入
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IN_FLOATING 浮空输入
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IPD 下拉输入
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IPU 上拉输入
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Out_PP 推挽输出
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AF_PP 复用推挽输出
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Out_OD 开漏输出
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AF_OD 复用开漏输出
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调试模式
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JTAG：仿真调试接口（这是一个协议，可以代指用这个协议的接口）
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SWD：简化版JTAG
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定时器
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定时器：利用系统时钟计数，本质计数器
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看门狗定时器：在定时时间让单片机复位，拯救死机的单片机
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滴答定时器：用于实时操作系统中任务的切换，可当普通定时器用
三、内部通信功能
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I2C总线
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板级总线：只能在PCB上近距离通信
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分主从设备
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低速稳定，简单易学，超100kHz不稳定
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常用于EEPROM存储器、温度传感器、RTC时钟、气压传感器
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F103中有2个I2C控制器
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USART串口
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全称同步收发器
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没有地址概念，没有主从设备
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用于Wi-Fi模块、GPS模块、蓝牙模块、单片机与计算机间通信
[工业中应用] 计算机与PLC（工业控制常用的可编程控制器）之间通信用RS232或RS485
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F103中有3个USART串口
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SPI总线
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有主从设备之分，单片机为主
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板级总线：只能在PCB上近距离通信
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高速稳定，没有地址概念
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全双工：同时收发
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挂接从设备数量有限
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CAN总线
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每个设备既可为主设备，又可为从设备
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远程通信
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有标识符
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F103中有1个CAN接口，但需要外加一片CAN收发器芯片才能用
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USB接口
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有主从关系
四、硬件电路和ISP下载
| 内部功能 | 说明 | 引脚数 | 引脚定义 |
|---|---|---|---|
| ARM内核 | 用于运算，只有内部总线，没有向外的接口 | 0 | |
| 存储器 | 用于存储，只有内部总线，没有向外的接口 | 0 | |
| 时钟 | 向外接一个高速晶振一个低速晶振，每个晶振要2个引脚，共4个 | 4 | OSC32_IN、OSC32_OUT、OSC_IN、OSC_OUT |
| 复位 | 向外引出1个外部复位引脚 | 1 | NRST |
| 电源管理 | 要引出1组模拟电源和3组逻辑电源，每组电源有正负极两个引脚，共8个引脚 | 8 | VDDA、VSSA、VDD_1、VSS_1、VDD_2、VSS_2、VDD_3、VSS_3 |
| 低耗能 | 要引出1个外部唤醒接口，还要用到RTC走时以及备用存储器保持数据的 备用电池的正极引脚（负极与逻辑电源负极共用） | 2 | WKUP、VBAT |
| ADC | 有16个输入通道，需要引出16个引脚 | 16 | ADC12_IN0~16 |
| DMA | 用于内部数据传递，没有向外的接口 | 0 | |
| GPIO | 共有5组GPIO接口，每组有16个I/O端口 | 80 | PA0~15、PB0~15、PC0~15、PD0~15、PE0~15 |
| 调试模式 | JTAG接口需要5个接口 | 5 | NJTRST、JTDO、JTDI、JTCK、JTMS |
| 定时器 | 共有三个普通定时器和1个高级定时器（共21个接口） | 21 | TIM1_CH1~4、TIM_CH1N~3N、TIM1_BKIN、TIM1_ETR、TIM2_CH1~4、TIM3_CH1~4、TIM4_CH1~4 |
| 看门狗 | 没有向外的接口 | 0 | |
| 滴答定时器 | 没有向外的接口 | 0 | |
| I2C总线 | 共有2组I2C总线，每组2个接口，共需要6个接口。（SCL是I2C的时钟线；SDA是数据线；SMBA是SMBus总线的报警信号，在I2C通信中不会用到） | 6 | I2C1~2_SCL、I2C1~2_SDA、I2C1~2_SMBA |
| USART串口 | 共有3组全功能串口，每组内需要5个接口（在一般的串口通信中智慧用到TX和RX两个接口） | 15 | USART1~3_CK、USART1~3_TX、USART1~3_RX、USART1~3_CTS、USART1~3_RTS |
| SPI总线 | 有2组SPI总线，每组又有数据收、数据发、时钟线、使能线4个接口。 | 8 | SPI1~2_MOSI、SPI1~2_MISO、SPI1~2_SCK、SPI1~2_NSS |
| CAN总线 | 有数据发送和数据接收，共两个引脚 | 2 | CAN_TX、CAN_RX |
| USB接口 | USB接口只有2条数据线 | 2 | USBDP、USBDM |
| CRC校验 | 没有向外的接口 | 0 | |
| 芯片ID | 没有向外的接口 | 0 |
1.单片机、核心板、开发板
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STM32单片机：搭载ARM内核，是实现内部功能和程序的部分，通过引脚和核心板连接
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核心板（最小系统）：是维持单片机正常工作的最基础的电路，通过排针和开发板连接
[常用扩展功能] 串口、LED、按键、蜂鸣器
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开发板：是针对单片机项目开发中最常见、最值得学习的内容做了扩展
[面包板] 用于扩展装外设元件以及电路的一块搭载平台
2.ISP程序下载
写入程序的方法：JTAG调试下载＆串口ISP下载
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JTAG调试下载：
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通过J-LINK仿真调试器完成
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连接JTAG接口与电脑USB接口
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可与Keil配合实现在线仿真
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串口ISP下载：
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通过USART串口功能实现
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涉及BOOT0和BOOT1引脚上开关的反复拨动
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ASP功能：涉及1个MODE按键和1个ASP指示灯
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单击：单击MODE可开关开发板电源，指示灯相应点亮熄灭
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双击：开启或关闭自动下载功能
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长按：切换下载模式，有Flash ISP 和 RAM ISP 两种模式
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需要下载ISP软件：比如FlyMcu
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串口通信的波特率：115200（bps）
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使用的文件后缀是.HEX
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3.最小系统电路图分析
基本组成：
1个高速晶振、一个低速晶振、1个复位按键、1个备用电池、6个滤波电容，以及ISP下载电路（由S1、S2开关及USB转TTL电平电路组成）
[S1、S2] 就是单片机上的BOOT0和BOOT1两个启动模式接口
启动模式（ISP下载的工作原理）：
| BOOT1（S2） | BOOT0（S1） | 启动模式 | 说明 |
|---|---|---|---|
| X | 0 | 主闪存存储器Flash ISP | 单片机再次复位后会运行Flash里面的用户程序 |
| 0 | 1 | 系统存储器Bootloader | Bootloader程序是ST公司写入单片机的，用户不能修改的是一段ISP下载辅助程序 |
| 1 | 1 | 内置SRAM RAM ISP | 多用于开发过程中的程序调试 |
[注] S1断开为0闭合为1，S2断开为1闭合为0
五、开发平台的建立
1.下载Keil5
在Keil官网下载，然后安装好.pack后缀的芯片包
2.建立工程
为了方便以后的每次工程创建操作，我们可以创建一个“工程模板”
关于固体库：
固体库：操作功能配置寄存器的官方函数库
下载固体库：在ST官网，需要找到一个叫STM32F10X_StdPeriph_Lib_V3.5.0 的文件夹，这个就是固体库
工程子文件说明：
| 文件夹名 | 存放类型 | 说明 |
|---|---|---|
| CMSIS | 内核驱动程序 | 用来存放跟内核和单片机系统有关的内容 |
| Lib | 内部功能函数库 | 用来存放操作功能配置寄存器的各功能的固体库函数 |
| Startup | 单片机启动程序 | 用来存放单片机启动时进行初步设置的程序 |
| User | 用户程序 | 用来存放主函数、中断处理函数、报错处理函数等 |
| Basic | 内部功能驱动程序 | 用来存放用户自己编写的内部功能的驱动程序 |
| Handware | 外部硬件驱动程序 | 用来存放用户自己编写的硬件电路驱动程序 |
六、C语言基础知识总结
1. 关于字符：
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标识符：不能以数字开头，标识符的第一个字母必须是字母或下划线
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c语言允许换行编写：换行时刻加入符号 “ \ ” 或者什么都不加，但在 #define 宏定义中的换行必须加 “ \ ”
2. 函数
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延时函数
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定时器初始化函数
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中断处理函数：中断函数里调用的函数不要在被main函数调用，不然会出现数据错乱
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ADC_READ函数
模板如下：
返回值 函数名(参数){
函数内部程序语句
}
PS：返回值和参数都是void表示没有返回值或参数
3. 数据
（1）常量
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Keil软件不支持二进制数的表达方式，一般以0b或0B开头的表示二进制数
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十六进制（BCD码）是单片机编程中最常用的数值表示方法（A10,B11,C12,D13,E14,F15）
（2）浮点数
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Keil编译器一般不支持，需要浮点数库文件才能使用
（3）变量
| 数据类型 | 定义语句 | 简写 | 占用空间 | 数值范围 | 使用频率 |
|---|---|---|---|---|---|
| 32位无符号变量 | unsigned long | u32 | 4字节 | 上十亿 | 高 |
| 16位无符号变量 | unsigned short | u16 | 2字节 | 上万 | 极高 |
| 8位无符号变量 | unsigned char | u8 | 1字节 | 0~255 | 极高 |
| 易变的8位无符号变量 | volatile unsigned char | vu8 | 1字节 | 0~255 | 高 |
| 只读的8位无符号变量 | unsigned char const | uc8 | 1字节 | 0~255 | 高 |
要注意数据溢出的问题（即变量用着用着结果赋值的数超过了最初定义的范围）
（4）数组
/**********定义数组的方法************/
u8 b[8]; //定义8个字节8位数组变量
const u8 t[4]={1,2,3,4}; //定义4个8位固定数据的数组
const u8 y[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}}; //定义2行每组3个固定数据的二维数组
注意：数据存入数组是从第0个位置开始存的！！
/***********数组的调用方法***********/ a = t[0]; //即t的第一个数据 a = y[0][2]; //即y的第一行第3个数据 a = t[i]; //这里i是变量，可以在这句上面写关于i的运算式子
（5）枚举
是一种数据类型，指一组有共同特性（特性是自定义的）的数据的集合
作用：限制数据范围
格式：
enum 枚举名{
标识符=整形常数，
标识符=整形常数，
标识符=整形常数
}枚举变量;
如果没给标识符赋值：
它的值就等于上一个标识符的值加1
如果第一个标识符没赋值：
系统默认它的值是0
例子：
enum phonenum_book{
papa = 13907727651,
mama = 13825578263,
me = 17665376286
}phonenum;
使用：
phonenum = papa; //结果：phonenum=13907727651
拓：stm32f10x.gpio.h文件的枚举定义
typedef enum
{
GPIO_Mode_AIN = 0X0,
GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0X04,
GPIO_Mode_IPD = 0X28,
GPIO_Mode_Out_OD = 0X14,
GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
GPIO_Mode_AF_OD = 0X1C,
GPIO_Mode_AF_PP = 0X18
}GPIOMode_TypeDef;
（6）结构体
结构体和枚举的区别：
-
枚举是同一类型数据的集合
-
结构体是不同类型数据的集合
格式：
struct 结构体名{
结构体成员；
结构体成员；
}结构体变量；
1.普通结构体的定义、写入、调用
/************定义**********/
struct name{
int a;
char b;
float c;
}x;
/************写入**********/
x.a = 1;
x.b = 2;
x.c = 0x30;
/************调用**********/
if(x.a>1){
z = x.b;
}
2.typedef前缀的结构体定义、写入、调用
/***********定义***********/
typedef struct{
int a;
char b;
float c;
}x;
/***********写入************/
x y;
y.a = 1;
y.b = 2;
y.c = 0x30;
/************调用***********/
if(y.a>1){
z = y.b;
}
typedef前缀的结构体里定义的x是一种数据类型，y是变量
（7）指针
单片机程序的运行依靠的就是一个叫PC指针的东西
PC指针：
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一种特殊的寄存器
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用来存放地址
基本操作：
//定义 u8 *a; //写入 *a = 100; //移动指针 a = a+6; //数据调用 b = *a;
4.位操作
单片机运算是以字节为单位的，要进行位操作需要位操作符。
| 符号 | 说明 | 举例 |
|---|---|---|
| & | 按位与 | a&b |
| | | 按位或 | a|b |
| ^ | 按位异或 | a^b |
| ~ | 按位取反 | ~a |
| << | 位左移 | a<<2 |
| >> | 位右移 | a>>2 |
5.指令
一般是用#include指令引用其他文件
格式：
#include "xxxxx.h"
6.宏定义
STM32中常用的宏定义语句有7个
| 宏定义 | 说明或举例 |
|---|---|
| #define 代替名 原名 | 如#define n 5 指的就是定义n为5，且下面的操作无法修改n的值 |
| #undef 代替名 | 撤销宏定义 |
| #ifdef 代替名 | 使能编译或防止重复定义头文件 |
| #if 表达式 | 使能编译，如果判断 |
| #elif 表达式 | 使能编译，否则如果判断 |
| #else | 使能编译，否则判断 |
| #endif | 结束#ifdef或#if |
格式：
#ifdef __DELAY_H
#define __DELAY_H
/*程序正文*/
#endif __DELAY_H //结束宏
/*-------------------------*/
#if 1
a = 1;
#elif 1
a = 2;
#else
a = 3;
#endif //结束宏
7. 辅助工具
-
undo（撤销）：Ctrl+Z
-
redo（重做）：Ctrl+Y （撤回之后发现又没错时使用）
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Find：Ctrl+F
-
Replace：Ctrl+H
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标记功能：第二行菜单栏的红旗状图标（第一个：添加标记，第二个：跳转到上个标记，第三个：跳转到下一个标记，第四个：删除标记）
-
缩进功能：在红旗图标右边，有向左或向右缩进
-
注释与解注释功能：在缩进功能右边
标签：学习,定义,引脚,ISP,总线,接口,STM32,单片机,笔记 来源： https://blog.csdn.net/weixin_52324498/article/details/122591255
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