STM32F100xx学习.docx

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STM32F100xx学习

STM100xx学习笔记

学习背景介绍

本人现在从事的工作是：

基于国家电网抄表系统的设计，本人所负责的工作是GPRS远程抄表部分的设计和维护。

声明：

本人就是一菜鸟。

希望一起学习。

学习硬件介绍

硬件是基于STM32F100VCT6和STM32F100VET6芯片之上，外围扩展了dataflash（W25Q64BVSSIG）、E2PROM（AT24LC256）、GPRS模块西门子的MC52i或广和通G600、红外接收和红外发送这些外转设备。

具有JTAG调试，JTAG工具是淘宝上买的65元，串口输出。

需要原理图，发邮箱至kikimimi@

学习软件介绍

软件是基于IAR4.42，开发语言是C语言

STM的固件库。

1、认识STM32系列芯片

对于此系列的芯片网上资料还是比较多，如果英文水平不是很好的，还可以下载中文版。

1.1、STM32系列产品命名规则

STM32F100VET6

产品系列

STM32=基于ARM®的32位微控制器

产品类型

F=通用类型

产品子系列

100=超值型

101=基本型

102=USB基本型，USB2.0全速设备

103=增强型

105或107=互联型

引脚数目

T=36脚

C=48脚

R=64脚

V=100脚

Z=144脚

闪存存储器容量

4=16K字节的闪存存储器

6=32K字节的闪存存储器

8=64K字节的闪存存储器

B=128K字节的闪存存储器

C=256K字节的闪存存储器

D=384K字节的闪存存储器

E=512K字节的闪存存储器

封装

H=BGA

T=LQFP

U=VFQFPN

Y=WLCSP64

温度范围

6=工业级温度范围，-40°C~85°C

7=工业级温度范围，-40°C~105°C

注：

本人只用过100超值型的芯片。

1.2、了解100型的内部资源

内核：

ARM32位的Cortex™-M3CPU

−最高24MHz工作频率（101、102、103可以达到72Mhz），在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHz（Dhrystone2.1）

−单周期乘法和硬件除法

存储器

−从256K至512K字节的闪存程序存储器

−24K至32K字节的SRAM

−带4个片选的静态存储器控制器。

支持SRAM、PSRAM、NOR存储器

−并行LCD接口，兼容8080/6800模式

时钟、复位和电源管理

−2.0～3.6伏供电和I/O引脚

−上电/断电复位（POR/PDR）、可编程电压监测器（PVD）

−4～24MHz晶体振荡器

−内嵌经出厂调校的8MHz的RC振荡器

−内嵌带校准的40kHz的RC振荡器

−带校准功能的32kHzRTC振荡器

低功耗

−睡眠、停机和待机模式

−VBAT为RTC和后备寄存器供电

1个12位模数转换器，1.2μs转换时间（多达16个输入通道）

−转换范围：

0至3.6V

−三倍采样和保持功能

−温度传感器

2通道12位D/A转换器

多达112个快速I/O端口

−51/80/112个多功能双向的I/O口，所有I/O口可以映像到16个外部中断；几乎所有端口均可容忍5V信号

调试模式

−串行单线调试（SWD）和JTAG接口

多达16个定时器

−多达7个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入

−1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机控制的PWM高级控制定时器

–One16-bittimer,with2IC/OC,1OCN/PWM,dead-timegenerationandemergencystop

–Two16-bittimers,eachwithIC/OC/OCN/PWM,dead-timegenerationandemergencystop

−2个看门狗定时器（独立的和窗口型的）

−系统时间定时器：

24位自减型计数器

−2个16位基本定时器用于驱动DAC

多达11个通信接口

−多达2个I2C接口（支持SMBus/PMBus）

−多达5个USART接口（支持ISO7816，LIN，IrDA接口和调制解调控制）

−多达3个SPI接口（12M位/秒）

−CEC消费类电子产品控制Consumerelectronicscontrol（CEC）I/F

CRC计算单元，96位的芯片唯一代码

DMA：

12通道DMA控制器

−支持的外设：

定时器、ADC、DAC、SPI、I2C和USART

内部资源图

1.3、了解100型的内部框图

如何去看这个框图，首先我们应该了解几个总线：

Ibus:

该总线将Cortex™-M3内核的指令总线与闪存指令接口相连接。

指令预取在此总线上完成。

Dbus:

该总线将Cortex™-M3内核的DCode总线与闪存存储器的数据接口相连接（常量加载和调试访

问）。

系统总线：

此总线连接Cortex™-M3内核的系统总线（外设总线）到总线矩阵，总线矩阵协调着内核和DMA间的访问。

DMA总线：

此总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联，总线矩阵协调着CPU的DCode和DMA到SRAM、闪存和外设的访问。

总线矩阵:

总线矩阵协调内核系统总线和DMA主控总线之间的访问仲裁，仲裁利用轮换算法。

总线

矩阵包含4个驱动部件（CPU的DCode、系统总线、DMA总线）和4个被动部件（闪存存储器接口（FLITF）、SRAM、FSMC和AHBtoAPB桥）。

AHB外设通过总线矩阵与系统总线相连，允许DMA访问。

AHB/APB桥（APB）：

两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。

APB1操作速度限于12MHz，APB2操作于全速（最高24MHz）。

表1有关连接到每个桥的不同外设的地址映射请参考。

在每一次复位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外设都被关闭，在使用一个外设之前，必须设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟。

注意：

当对APB寄存器进行8位或者16位访问时，该访问会被自动转换成32位的访问：

桥会自动将8位或者32位的数据扩展以配合32位的向量。

AHB简介

AHB主要用于高性能模块（如CPU、DMA和DSP等）之间的连接，作为SoC的片上系统总线。

APB简介

APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART、1284等。

再了解几个时钟：

在STM32中，有五个时钟源，为HSI、HSE、LSI、LSE、PLL

①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz。

②、HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~24MHz。

③、LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz。

④、LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。

⑤、PLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。

倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过24MHz。

PCLK1：

APB1的时钟

PCLK2：

APB2的时钟

HCLK：

AHB的时钟

FCLK：

是Cortex™-M3的自由运行时钟。

知道以上的概念之后此图就比较容易看懂了，此图其实就可以看成一个内核挂了很多外设包括闪存和SRAM这部分，维持内核的运行需要时钟，内核与外设的通信需要总线，总线就是AHB,AHB下面又可以挂高速的外设和低速的外设，这样就通过AHB桥转换成了APB1（低速）和APB2（高速）。

任何一款芯片时钟是一个主体，就像人的心脏一样，与人心脏不同的是，他可以倍频和分频，下面来看一下时钟树。

此外我们就以一个外部的8Mhz的晶振用PLL倍频到20MHz来举例。

当然内部也有一个8MHz的，偏差比较大,一般不用内部的。

通过寄存器可以选择是内部的还是外部的。

8MHz的外部晶振要达到20MHz的主频我们的方法是这样的：

首用高速外部时钟2分频为4MHz，再进行5倍频到20MHz。

CSS:

时钟安全系统

了解了STM32100的内部资源和框图之后我们就可以一部分一部分来学习了

2、系统时钟和复位

复位电路

时钟电路

2.1、复位

STM32F10xxx支持三种复位形式，分别为系统复位、上电复位和备份区域复位。

这里只讲系统复位，其它看参考手册

除了时钟控制器的RCC_CSR寄存器中的复位标志位和备份区域中的寄存器以外，系统复位将复位所有寄存器至它们的复位状态。

当发生以下任一事件时，产生一个系统复位：

1.NRST引脚上的低电平（外部复位）

2.窗口看门狗计数终止（WWDG复位）

3.独立看门狗计数终止（IWDG复位）

4.软件复位（SW复位）

5.低功耗管理复位

可通过查看RCC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源。

2.2、时钟

三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟（SYSCLK）：

●HSI振荡器时钟

●HSE振荡器时钟

●PLL时钟

这些设备有以下2种二级时钟源：

●40kHz低速内部RC，可以用于驱动独立看门狗和通过程序选择驱动RTC。

RTC用于从停机/

待机模式下自动唤醒系统。

●32.768kHz低速外部晶体也可用来通过程序选择驱动RTC（RTCCLK）。

当不被使用时，任一个时钟源都可被独立地启动或关闭，由此优化系统功耗。

3、让STM32运行起来

让STM32运行起来的首要条件就是硬件没有问题，电源、复位、晶振，当确定硬件没有问题的前提下，那就是如何是配置时钟的问题了。

配置时钟的思想是这样的：

一开始让内部高速时钟HSI运行起来（将外设RCC寄存器重设为缺省值）-->开启外部振荡器HSE等待HSE运行稳定–->HSE运行稳定之后对各个时钟进行分频–>如果用PLL倍频后的频率作为系统频率的话就开启PLL等待PLL稳定选择PLL作为系统时钟再使能各个外设的时钟

3.1阅读RCC的寄存器

暂时就看三个寄存器

第一个：

时钟控制寄存器（RCC_CR）

这个寄存器的作用是选择哪个时钟源作为系统频率的时钟源。

第二个：

时钟配置寄存器（RCC_CFGR）

这个寄存器的作用是选择分频的系数和倍频的系统。

第三个：

时钟中断寄存器（RCC_CIR）

这个寄存器的作用是开启和关闭所有时钟源的中断。

3.2时钟配置程序可以参照

/*******************************************************************************

*FunctionName:

RCC_Configuration

*Description:

Configuresthedifferentsystemclocks.

*Input:

None

*Output:

None

*Return:

None

*******************************************************************************/

voidRCC_Configuration（void）

{

/*RCCsystemreset（fordebugpurpose）*/

RCC_DeInit（）;//将外设RCC寄存器重设为缺省值，内部不需要去修改

/*EnableHSE*/

RCC_HSEConfig（RCC_HSE_ON）;//HSE振荡器开启

/*WaittillHSEisready*/

HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp（）;//等待HSE运行稳定

if（HSEStartUpStatus==SUCCESS）//如果HSE运行稳定了

{

/*EnablePrefetchBufferPRFTBE*/

FLASH_PrefetchBufferCmd（FLASH_PrefetchBuffer_Enable）;//使能预取指缓存

/*Flash2waitstate*/

//FLASH_SetLatency（FLASH_Latency_2）;//设置代码延时值,2延时周期

FLASH_SetLatency（FLASH_Latency_0）;//设置代码延时值,0延时周期xlg_change

//上面的这两句不明白什么意思，不过现在不管他，以后再理它

/*HCLK=SYSCLK*/

RCC_HCLKConfig（RCC_SYSCLK_Div1）;//AHB总线时序不分频

/*PCLK2=HCLK*/

RCC_PCLK2Config（RCC_HCLK_Div1）;//APB2时钟不分频（高速）

/*PCLK1=HCLK/2*/

RCC_PCLK1Config（RCC_HCLK_Div2）;//APB1时钟2分频（低速）

/*PLLCLK=8MHz*9=72MHz*/

/*PLLCKLK=8MHz/2*5=20MHz//LeoZhang@Willas-Array

TheSTM32F100maxspeedis20MHz，其实是可以到达24M*/

RCC_PLLConfig（RCC_PLLSource_HSE_Div2,RCC_PLLMul_5）;

//高速外部时钟2分频为4MHz，再进行5倍频20MHz

/*EnablePLL*/

RCC_PLLCmd（ENABLE）;//开启PLL

/*WaittillPLLisready等待PLL运行稳定*/

while（RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_PLLRDY）==RESET）

{

}

/*SelectPLLassystemclocksource*/

RCC_SYSCLKConfig（RCC_SYSCLKSource_PLLCLK）;//选择PLL作为系统时钟

/*WaittillPLLisusedassystemclocksource*/

while（RCC_GetSYSCLKSource（）!

=0x08）返回用作系统时钟的时钟源

{

}

}

//下面就是需要使用哪个外设就使能哪个外设

/*GPIOCclockenable*/

//RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE）;

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC\

|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE）;//使能或者失能APB2外设时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE）;

//adc

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE）;

/*TIM2clockenable*/

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE）;

/*TIM3clockenable*/

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE）;

/*EnableUSART2clock*/

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE）;

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE）;

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_UART4,ENABLE）;

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_UART5,ENABLE）;

}

到上面为止我们就对RCC配置完成了，后面的工作就是需要应用外设的操作了。

4、GPIO的操作