STM32深入浅出新手必看剖析.docx

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STM32深入浅出新手必看剖析

STM32学前班教程之一：

为什么是它  

经过几天的学习，基本掌握了STM32的调试环境和一些基本知识。

想拿出来与大家共享，笨教程本着最大限度简化删减STM32入门的过程的思想，会把我的整个入门前的工作推荐给大家。

就算是给网上的众多教程、笔记的一种补充吧，所以叫学前班教程。

其中涉及产品一律隐去来源和品牌，以防广告之嫌。

全部汉字内容为个人笔记。

所有相关参考资料也全部列出。

:

lol  

教程会分几篇，因为太长啦。

今天先来说说为什么是它——我选择STM32的原因。

我对未来的规划是以功能性为主的，在功能和面积之间做以平衡是我的首要选择，而把运算放在第二位，这根我的专业有关系。

里面的运算其实并不复杂，在入门阶段想尽量减少所接触的东西。

不过说实话，对DSP的外设并和开发环境不满意，这是为什么STM32一出就转向的原因。

下面是我自己做过的两块DSP28的全功能最小系统板，在做这两块板子的过程中发现要想尽力缩小DSP的面积实在不容易（目前只能达到50mm×45mm，这还是没有其他器件的情况下），尤其是双电源的供电方式和1.9V的电源让人很头疼。

后来因为一个项目，接触了LPC2148并做了一块板子，发现小型的ARM7在外设够用的情况下其实很不错，于是开始搜集相关芯片资料，也同时对小面积的AVR和51都进行了大致的比较，这个时候发现了CortexM3的STM32，比2148拥有更丰富和灵活的外设，性能几乎是2148两倍（按照MIPS值计算）。

正好2148我还没上手，就直接转了这款STM32F103。

与2811相比较（核心1.8V供电情况下），135MHz×1MIPS。

现在用STM32F103，72MHz×1.25MIPS，性能是DSP的66%，STM32F103R型（64管脚）芯片面积只有2811的51%，STM32F103C型（48管脚）面积是2811的25%，最大功耗是DSP的20%，单片价格是DSP的30%。

且有更多的串口，CAP和PWM，这是有用的。

高端型号有SDIO，理论上比SPI速度快。

    由以上比较，准备将未来的拥有操作系统的高端应用交给DSP的新型浮点型单片机28335，而将所有紧凑型小型、微型应用交给STM32。

                                          STM32学前班教程：

怎么开发  

 sw笨笨的STM32学前班教程之二：

怎么开发目前手头的入门阶段使用的开发器概述 

该产品为简易STM32调试器和DEMO板一体化的调试学习设备，价格在一百多块。

2、硬件配置 

仿真部分：

USB口，reset，指示灯，JTAG 

DEMO部分：

4按键（IO），4LED（IO），一个串口，启动方式跳线，所有引脚的焊盘（可自行焊接插针进行扩展） 

DEMO芯片：

STM32F103C8T6（程序空间64K） 

参数和扩展：

注：

学习的目标芯片是STM32F103CBT6（7×7mm，128K flash，16K RAM）以及STM32F103RET6（10×10mm，512K flash，64K RAM）。

STM32-SK的硬件连接方法（用板载调试器调试板载DEMO）：

JP3、JP5 须全部短接 

USB通过电缆连接至PC的USB 

串口连接至PC的串口或者通过USB转串口电缆连接（力特Z-TEC，USB2.0与RS232转接电缆） 

WindowsXP自动安装驱动 

安装完成后如果DEMO板里面有程序就会自动运行了。

这是ST-Link-II的通用连接方法 

以上是学习阶段比较方便的仿真器，进入工程阶段后准备换J-Link V7的仿真器进行开发。

目前比较满意的产品：

JLink v7+USB转串口：

  购买后所需的改造：

打开壳体，将USB的+5V供电跟JTAG20针的第二脚Vsupply飞线，提供目标板5V500mA的供电。

看中的特点：

集成串口，拥有20针JTAG可以改造Vspply为供电接口，小巧好带，便宜。

常见的用于STM32单片机的仿真器分类 

a） Ulink2：

之前常用的仿真器。

Keil公司产品，之前专用于ARM7，现扩展到CortexM3，调试接口支持JTAG和SWD，连接到PC主机的USB。

现在这种调试器已经用的越来越少了。

b） ST-Link-II：

ST公司的仿真接口，支持IAR EWARM，USB 1.1全速，USB电源供电，自适应目标系统JTAG电平3.3V-5V，可向目标系统提供不大于5V/200mA电源。

这种调试器不多见，但是许多调试器与目标板一体设计的学习板上常见。

c） J-Link V6/V7：

SEGGER公司产品，调试接口支持JTAG和SWV（V7速度是V6的12倍），USB 2.0接口，通过USB供电，下载速度达到720k byte/s， 与IAR WEARM无缝集成，宽目标板电压范围：

1.2V-3.3V（V7支持5V），多核调试，给目标板提供3.3V50mA电源。

这种调试器现在出现的越来越多，兼容性比较好（主要是指能够与IAR WEARM无缝集成这点），国内山寨货和各种变种也很多。

6、目标板主要分为一体化设计（与调试器、供电整合）和单独设计两类，详细产品比较见豆皮的《如何选择STM32开发板》。

                                               STM32学前班教程之三：

让PC工作  

开发软件的选择 

1、 软件与版本的选择 

需求：

支持STLink2或未来的Jlink V7调试接口（因为STM32-SK使用这个接口），能够找到去除软件限制的方法，最好具有中文版帮助和界面，最好带有纯软件仿真 

选择：

RealView MDK 3.23RPC或者IAR EWARM 4.42A（5版本观望一下）。

2、 RealView MDK 3.23RPC（中国版）安装与去除限制 

第一步：

执行安装程序完成基本安装，最后选项选择加入虚拟硬件，便于纯软件调试。

第二步：

执行软件，点击File-->Licence Manager，复制CID的数据到破解器的CID，其他选项如下图，然后点击Generate。

第三步：

复制LIC0的数据到软件的LIC框里面，点击Add LIC。

注意添加序列号后Licence Manager会算出这个号对应的有效期，如果到期会显示为红色，需要重新点击破解软件的Generate，再算一个填进去就行了。

第四步：

将ST-LINKII-KEIL Driver所需的文件（两个DLL）拷贝到\Keil\ARM\BIN下，替换原有文件。

第五步：

打开Keil安装目录下的TOOLS.INI文件，在[ARM]、[ARMADS]、[KARM]项目下添加TDRV7=BIN\ST-LINKII-KEIL.dll（"ST LinkII Debugger"）行，并保存修改。

第六步：

打开MDK，在项目的options设置的Debug选项中选择ST LINKII Debugger，同时在Utilities的选项中选择ST LINKII Debugger。

完成以上步骤，就完成了ST-LINKII的相关配置，可以作为调试器开始使用。

注意：

目前ST-LINKII不支持Flash菜单中的Download和Erase命令，程序在使用Start/Stop Debug Session时自动载入flash中供调试。

3、 IAR EWARM 4.42A安装与破解 

第一步：

开始/运行…/CMD显示DOS界面，执行iarid.exe>>ID.TXT得到本机ID码，复制这个ID码，再执行iarkg.exe ID码>>Lic422A.TXT，得到一组注册码。

第二步：

使用EWARM-EV-WEB-442A.exe（30天限制版，其他版本无法使用第一步中的注册码），执行安装程序完成基本安装，过程中需要添入第一步里面算出来的注册码，可以取消时间限制，但是那一组当中只有一个有效，需要实验。

4、 链接硬件调试程序 

RealView MDK：

找到一个STM32-SK的基础程序，最好是只关于IO的且与当前板子程序不同，这样在板上就可以看到结果，点击Project/open project。

例如GPIO、TIMER（另两个例程是关于串口的，需要连接串口才能够看到运行结果）。

使用“Open Project”打开，然后设置Option里面的linker和Utilities里面的项目为“ST LinkII Debuger”。

编译程序，再使用“Start/Stop Debug Session”来写入程序。

IAR EWARM：

与以上相同，找到一个符合条件的例程。

打开一个eww工程文件，右键选取Option，在Debuger里面选择“Third-Party Driver”,在“Third-Party Driver”里面添上“$PROJ_DIR$\..\ddl\STM32Driver.dll”。

使用“Make”或“Rebuild All”来编译程序，点“Debug”就烧写进Flash。

使用调试栏里面的“go”等等运行程序。

注：

由于目前版本MDK与我手头的ST-LINK-II编程器不兼容，所以后面的所有工作均改用IAR。

                           STM32学前班教程之四：

打好基础建立模板  

1、 新建目录Project_IAR4，按照自己的顺序重新组织dll（驱动）；inc、src函数库；settings，其他所有文件全部放这个新建的目录下。

2、 双击打开Project.eww，继续更改内部设置。

3、 需更改的内容列表：

位置和项目 目标 说明  

Project\Edir confignations 新建基于STM3210B的配置 编译目标和过程文件存放  

Project\Option\General Option\Target ST STM32F10x 选择芯片类型  

Project\Option\ C/C++ Compiler\Preprocessor\Additional include directories $PROJ_DIR$\  

$PROJ_DIR$\inc 头文件相对位置，需要包括“map/lib/type”的位置  

Project\Option\ C/C++ Compiler\Preprocessor\Defined symbols  空 空白是在Flash里面调试程序，VECT_TAB_RAM是在RAM里调试程序  

Project\Option\ C/C++ Compiler\Optimizations\Size 最终编译一般选择High  

调试可选None None,Low,Medium,High是不同的代码优化等级  

Project\Option\ Linker\Output 去掉Overrride default 输出格式使用默认  

Project\Option\ Linker\Extra Output 打开General Extra Output去掉Overrride default 厂家要求  

Project\Option\ Linker\Config 打开Overrride default  

$PROJ_DIR$\lnkarm_flash.xcl 使用Flash调试程序，如果需要使用RAM调试则改为lnkarm_RAM.xcl  

Project\Option\ Debugger\Setup\Driver  Third-Party Driver 使用第三方驱动连接单片机  

Project\Option\ Debugger\ Download Use flash loader 下载到flash所需的设置  

Project\Option\ Debugger\ Third-Party Driver\ Third-Party Driver\IAR debugger driver $PROJ_DIR$\ddl\STM32Driver.dll 驱动文件路径  

注1：

所有跟路径相关的设置需要根据实际情况编写，相对路径的编写——“$PROJ_DIR$”代表eww文件所在文件夹，“..”代表向上一层。

注2：

其他设置使用库函数里面的工程文件的默认选项即可，初学不用了解太多。

4、 需要重新删除并重新添加Project下“FWLib”和“User”的所有文件，为了删减外设模块方便需要在“USER”额外添加“stm32f10x_conf.h”（不添加也可以，需要展开main.c找到它）。

然后执行Project\Rebuid All，通过则设置完毕。

5、 完成以上步骤，第一个自己习惯的程序库就建立完毕了，以后可以从“stm32f10x_conf.h”中删减各种库文件，从“stm32f10x_it.c”编辑中断，从“main.c”编写得到自己的程序。

最后需要将这个库打包封存，每次解压缩并修改主目录名称即可。

6、 我的程序库特点：

a） 默认兼容ST-LINK-II，IAR EWARM 4.42A，Flash调试，其他有可能需要更改设置  

b） 为操作方便减少了目录的层次  

c） 为学习方便使用网友汉化版2.0.2固件，主要是库函数中c代码的注释。

后面随着学习深入将在我的模板里面加入如下内容：

d） 加入必用的flash（读取优化），lib（debug），nvic（中断位置判断、开中断模板），rcc（时钟管理模板，开启外设时钟模板），gpio（管脚定义模板）的初始化代码，所有模板代码用到的时候只要去掉前面的注释“//”，根据需求填入相应值就可以了。

e） 因为自己记性不好，所以main函数中的代码做到每行注释，便于自己以后使用。

f） 集成Print_U函数简单串口收发函数代码，便于调试，改变使用Printf函数的调试习惯。

g） 集成使用systick的精确延时函数delay。

h） 集成时钟故障处理代码。

i） 集成电压监控代码。

j） 集成片上温度检测代码。

k） 逐步加入所有外设的初始化模块  

一、编写程序所需的步骤 

1、解压缩，改目录名称，和eww文件名，以便跟其他程序区分。

2、更改设置：

在“stm32f10x_conf.h”关闭不用的外设（在其声明函数前面加注释符号“//”）。

并根据外部晶振速度更改其中“HSE_Value”的数值，其单位是Hz。

3、完成各种头文件的包含（#include "xxx.h";），公共变量的声明（static 数据类型 变量名称;），子程序声明（void 函数名称（参数）;）……C语言必须的前置工作。

4、改写我的程序库里面所预设的模板，再进行其他模块的初始化子程序代码的编写，并在程序代码的开始部分调用。

注意：

必须记住所有外设的使用需要考虑4个问题：

a）     开时钟RCC（在RCC初始化中）； 

b）     自身初始化； 

c）     相关管脚配置（在GPIO初始化中）； 

d）     是否使用中断（在NVIC初始化中） 

5、编写main.c中的主要代码和各种子函数。

6、在“stm32f10x_it.c”填写各种中断所需的执行代码，如果用不到中断的简单程序则不用编写此文件。

7、编译生成 “bin”的方法：

Project\Option\ Linker\Output\Format，里面选择“Other”，在下面的“Output”选 “raw-binary”生成bin。

8、编译生成“hex”的方法：

Project\Option\ Linker\Output\Format，里面选择“Other”，在下面的“Output”选“intel-extended”，生成a79直接改名成为hex或者选中上面的“Output Flie”在“Overrride default”项目里面改扩展名为hex。

使用软件界面的Debug烧写并按钮调试程序。

注意，ST-Link-II是直接将程序烧写进Flash进行调试，而不是使用RAM的方式。

                 STM32学前班教程之五：

给等待入门的人一点点建议  

入门必须阅读的相关文档 

1、 几个重要官方文档的功能：

a） Datasheet——芯片基本数据，功能参数封装管脚定义和性能规范。

b） 固件函数库用户手册——函数库功能，库函数的定义、功能和用法。

c） 参考手册——各种功能的具体描述，使用方法，原理，相关寄存器。

d） STM32F10xxx硬件开发：

使用入门——相关基础硬件设计 

e） STM32F10XXX的使用限制：

芯片内部未解决的硬件设计bug，开发需要注意绕开。

f） 一本简单的C语言书，相信我，不用太复杂。

2、 其他的有用文档，对初学帮助很大 

a） 如何使用STM32的软件库在IAR的EWARM下进行应用开发——IAR基础设置。

b） 轻松进入STM32+Cortex-M3世界.ppt——开发板和最小系统设计需求。

c） 如何选择STM32开发板.pdf——各种开发板介绍和功能比较。

d） MXCHIP的系列视频教程——全部芯片基础及其外设的教程，使用函数库编程的话就不用看每个视频后半段的关于寄存器的介绍了。

e） STM32_Technical_Slide（常见问题）——一些优化设计方案。

3、 关于参考书，买了两本但是基本对学习没什么帮助，如果凑齐以上资料，建议慎重买书，不如留着那n个几十块钱，攒到一起买开发板。

我自己的学习过程 

1、 一共24个库，不可能都学，都学也没用。

按照我的工作需求必须学的有16个，这16个也不是全学。

主要学习来源是各种例程代码、“固件函数库用户手册”和“参考手册”。

具体学习方法是通读不同来源的程序，在程序中找到相关的函数库的应用，然后再阅读相关文档，有条件的实验。

对于内容的选择方面，根据入门内容和未来应用，将所涉及的范围精简到最低，但是对所选择的部分的学习则力求明确。

以下是我按照自己的需求对程序库函数排列的学习顺序：

a） 绝大部分程序都要涉及到的库——flash，lib，nvic，rcc，只学基础的跟最简单应用相关必用的部分，其他部分后期再返回头学。

b） 各种程序通用但不必用的库——exti，MDA，systic，只通读理解其作用。

c） DEMO板拥有的外设库——gpio，usart，编写代码实验。

d） 未来需要用到的外设的库——tim，tim1，adc，i2c，spi，先理解等待有条件后实验。

e） 开发可靠性相关库——bkp，iwdg，wwdg，pwr，参考其他例程的做法。

f） 其他，根据兴趣来学。

                         STM32学前班教程之六：

这些代码大家都用得到  

2、 阅读flash：

 芯片内部存储器flash操作函数 

我的理解——对芯片内部flash进行操作的函数，包括读取，状态，擦除，写入等等，可以允许程序去操作flash上的数据。

基础应用1，FLASH时序延迟几个周期，等待总线同步操作。

推荐按照单片机系统运行频率，0—24MHz时，取Latency=0；24—48MHz时，取Latency=1；48~72MHz时，取Latency=2。

所有程序中必须的 

用法：

FLASH_SetLatency（FLASH_Latency_2）; 

位置：

RCC初始化子函数里面，时钟起振之后。

基础应用2，开启FLASH预读缓冲功能，加速FLASH的读取。

所有程序中必须的 

用法：

FLASH_PrefetchBufferCmd（FLASH_PrefetchBuffer_Enable）; 

位置：

RCC初始化子函数里面，时钟起振之后。

3、 阅读lib：

调试所有外设初始化的函数。

我的理解——不理解，也不需要理解。

只要知道所有外设在调试的时候，EWRAM需要从这个函数里面获得调试所需信息的地址或者指针之类的信息。

基础应用1，只有一个函数debug。

所有程序中必须的。

用法：

 #ifdef DEBUG 

    debug（）; 

#endif 

位置：

main函数开头，声明变量之后。

4、 阅读nvic：

系统中断管理。

我的理解——管理系统内部的中断，负责打开和关闭中断。

基础应用1，中断的初始化函数，包括设置中断向量表位置，和开启所需的中断两部分。

所有程序中必须的。

用法：

 void NVIC_Configuration（void） 

{ 

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断管理恢复默认参数 

#ifdef  VECT_TAB_RAM   

//如果C/C++ Compiler\Preprocessor\Defined symbols中的定义了VECT_TAB_RAM（见程序库更改内容的表格） 

NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_RAM, 0x0）; //则在RAM调试 

#else        //如果没有定义VECT_TAB_RAM 

NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_FLASH, 0x0）;//则在Flash里调试 

#endif        //结束判断语句 

//以下为中断的开启过程，不是所有程序必须的。

//NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）;  

//设置NVIC优先级分组，方式。

//注：

一共16个优先级，分为抢占式和响应式。

两种优先级所占的数量由此代码确定，NVIC_PriorityGroup_x可以是0、1、2、3、4，分别代表抢占优先级有1、2、4、8、16个和响应优先级有16、8、4、2、1个。

规定两种优先级的数量后，所有的中断级别必须在其中选择，抢占级别高的会打断其他中断优先执行，而响应级别高的会在其他中断执行完优先执行。

//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = 中断通道名; 

//开中断，中断名称见函数库 

//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; 

//抢占优先级 

//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  

//响应优先级 

//NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//启动