嵌入式学习只炼气期第三层——STM32单片机入门常识

STM32学习笔记

YunYa_771

1030人浏览 · 2025-04-21 20:29:45

YunYa_771 · 2025-04-21 20:29:45 发布

STM32 单片机

STM32 是由 ST 公司生产的基于 ARM Cortex-M/A 内核的32位系列的微控制器

ST：意法半导体（STmicroelctronis,简称 ST)集团，是由意大利的SGS 微电子公司和法 Thomson半导体公司合并而成，ST 公司生产的 MCU 系列有 STM8 和 STM32

ARM 内核

ARM 公司提供 ARM 处理器架构（采用 RISC-精简指令集）但不设计和生产芯片，主要用于移动端和嵌入式领域（比如手机、平板，穿戴设备）的芯片；而桌面端和服务器芯片主要使用 X86 架构（采用 CISC -复杂指令集），比如 AMD 和 Intel 的芯片都是 X86 架构

ARM 处理器内核命名史：
从 ARM1 到 ARM11，之后放弃数字命名，使用 Corex 来命令处理器产品
Cortex-A （Application）系列内核：主打高性能手机，平板，智能电视等
Cortex-R （Real-Time）系列内核：主打实时汽车，工业控制，医疗设备
Cortex-M （Microcontroller）系列内核：主打嵌入式传感器，智能家居等

每一代产品都会有对应的系列内核，每一个系列内核都有很多版本，比如 Cortex-M3、Cortex-M4 等

STM32 单片机系列命名规则

51 单片机和 32 位单片机的区别

最小系统

最小系统板实物图

最小系统板原理图

立创·地阔星STM32F103C8T6开发板 - 立创开源硬件平台

引脚定义

芯片系统架构

开发方式

基于寄存器开发
优点：
代码执行效率高、对硬件理解深入、更换其他芯片上手快
缺点：
开发效率低、代码移植不方便
基于标准库函数开发
优点：
相比寄存器开发效率提高、相比寄存器开发难度降低、相比寄存器开发移植容易
缺点：
屏蔽一些硬件信息，不利于新手学习知识
官方己经停止对标准库的更新，新的芯片己经不提供标准库
基于 HAL 库函数开发

优点：
ST 主推，支持力度大
开发难度相比前面两种大大降低移植极其容易

缺点：
屏蔽几乎所有硬件信息，不利于新手学习知识
只学习 HAL,学完之后基础知识不够牢固
当迁移到其他 MCU 设备时，一切都要重新学习

开发工具和调试接口

Keil MDK-ARM 或者 IAR（老牌开发工具，应用也最广泛）

Keil 是 ARM 的子公司对 ARM 内核的芯片适配力度是最好的

STM32CubeIDE 和 STM32CubeMX

STM32CubeIDE 集成了代码调试和 STM32CubeMX 的功能

STM32CubeMX 采用图形化配置和 HAL 库开发

常用调试下载仿真器

主流调试接口协议

JTAG（Joint Test Action Group）
概述：IEEE 1149.1 标准定义的调试接口，最初用于芯片测试，后扩展为调试功能。
物理接口：通常包含 TMS（测试模式选择）、TCK（测试时钟）、TDI（测试数据输入）、TDO（测试数据输出）和 TRST（测试复位）5 根信号线。
特点：
支持多芯片级联（通过 TAP 控制器）。
调试速度较慢（通常为 1-5MHz）。
占用引脚较多，适合早期 MCU（如 ARM7/ARM9）。
应用场景：早期 ARM 架构 MCU、FPGA 测试和调试。
SWD（Serial Wire Debug）
概述：ARM 公司推出的串行调试接口，作为 JTAG 的替代方案。
物理接口：仅需 SWDIO（双向数据）和 SWCLK（时钟）两根信号线，可选 RESET 引脚。
特点：
引脚占用少，适合小型封装 MCU（如 QFN、WLCSP）。
调试速度快（最高可达 20MHz 以上）。
与 JTAG 兼容（可通过 SWDIO 复用 JTAG 信号）。
应用场景：Cortex-M 系列 MCU（如 STM32、Nordic nRF）、低功耗设备。

使用寄存器和标准库开发的前期配置

三、创建工程模板 | 立创开发板技术文档中心

下载 keil-MDK，并安装对应芯片软件支持包，在 Keil 软件中下载或者在 ARM keil官网Arm Keil搜索对应芯片的通用微控制器软件接口标准（CMSIS）包（比如 STM32F1xx_DFP）,STM32F1xx_DFP 软件包是 Keil MDK-ARM 开发工具链中用于 STM32F1 系列微控制器的设备族包（Device Family Pack），主要用于支持在 Keil MDK-ARM 开发环境中进行 STM32F1 系列芯片的开发。