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標題: STM32單片機學習筆記 [打印本頁]
作者: hushao    時間: 2016-1-4 01:19
標題: STM32單片機學習筆記
前言和學習過程
寒假開始的任務是學習STM32單片機，剛拿到了微云電子的學習板并加入了微云電子STM32學習群中，下載了一些資料，并知道了該單片機學習板的主芯片為STM32F0系列，十分感謝老師給我學習的機會。
我學習時候，以看老師的學習開發手冊和STM32的視頻為主，并配上STM32芯片手冊，由于自己英語學的不錯，偶爾打開Wikipedia英文版和百度百科學習一些新知識。
第一章和第二章 開發板體驗和簡介
我認為這部分內容已經講的很明確了，可以作為科普讀物，詳細地了解板子及其強大的功能，暫時無需太多補充。
第三章 電路原理
電路外設的介紹在開發板手冊中已經十分清楚，這里補充一些原理和原因。
3.1 工作原理圖的使用
面對這個功能強大卻又讓人陌生的STM32開發板，可不要望而卻步，而要知道STM32開發板有什么功能，以及自己的知識框架中少了什么，然后要明白應該去學習哪些知識才可以攻克它。
知己知彼，百戰不殆。其中電路工作原理圖，就如同古代行軍打仗的地圖，你在看完電路圖后，就可以知道開發板的引腳及其對應元器件分配，就如圖打仗時候，在地圖上標出敵軍的具體部署，從而有目的的逐一擊破。那么這里，我們先找到《STM32+Linux原理圖.pdf》，打開看：





圖1.STM32芯片外設原理圖
上圖可謂是重中之重，想要學明白我們的微云電子開發板，該文件必不可少，而在該文件中這張圖必不可少，通過它，我們便明白了到底很多外設，例如Led、電源、LCD這些器件到底和誰連一塊，這決定了我們之后的程序怎么寫，如果不理解這段話，下面會詳細再介紹。
3.2硬件載體選擇：開發板VS面包板
有些人可能很不解，為什么我們程序一定要那么寫？（如：為什么Led一定和PA12有關而不寫PA11口呀？）或者說，為什么為什么Led就不能和其它的GPIO口“聯誼”，讓它們來輸出？
由于我們使用的是微云電子的STM32開發板是PCB（Printed Circuit Board）印制電路板，開發板與面包板不同之處在于，開發板已經將所有的器件焊接完成，即電路是已經完全被確定，且一一對應好的；面包板是可以更改的，按照自己的意愿來完成電路的設計，但是電路可能不穩定，而且要很長的時間來搭建。
因此為了學習以及使用方便，我們還是用PCB。既然開發板上已經定死了引腳和外設的關系，在學習該開發板應該多多翻閱《STM32+Linux原理圖.pdf》。
3.3 STM32介紹
我們在單片機里使用的是STM32F051C8T6，它是我們開發板的核心，也就是開發板上電子器件的老大，“擒賊先擒王！”。想要了解我們的這款開發板，其實也就是一直在學習STM32，怎么利用其他的小弟器件和它進行配合。
要想詳細地了解STM32，首先應該查其對應的DATASHEET，因為這畢竟是它們公司的出品，最最詳細地介紹了這款單片機。下面就通過翻譯，來介紹下我們微云電子STM32開發板上的這款單片機。
3.3.1 單片機命名法則





圖2.STM32命名實例圖
每個單片機的名字可不是隨便取的，它可是有自己的命名法則的，所以我們一開始得先知道為什么我們的單片機叫STM32F051C8T6。
結合上圖翻譯一下，來解釋一下我們的單片機STM32F051C8T6。
“STM32”是意法半導體的一款基于ARM的32位單片機，32位一聽就是高大上，完虐8位的80C51或者是它的同門師弟STM8；
“F”指的是一般用途的單片機，就是比較適合民用，這樣價格不高，我們才可以消費得起；
“051”是子家族的意思，具體沒去查，就是它們公司自己的一個分配；
“C”指的是有48個引腳的封裝類型，所以我們的單片機正好四四方方的每邊12個引腳；
“8”指的是有64KB的閃存空間，是STM32這幾個款式中閃存空間的最大的一款，足夠你用了！；
“T”指的是，采用了LQFP封裝，不用深究；
“6”指的是，該款單片機適合在-40℃到+85℃的環境下工作。
而由于STM32F051C8T6上沒有對應Options的字母，所以并不知道該選項，但是無關緊要，完全不影響我們的
那么，講了它名稱由來后，我們從應該已經宏觀上了解這款單片機了吧，接下來講講引腳，進一步理解它！

3.3.2 引腳介紹
首先看一下，我們微云電子的STM32開發板上的單片機STM32F051C8T6俯視圖：





圖3.開發板STM32單片機俯視圖
接著，我們詳細地介紹一下我們這款單片機的引腳分配，為大家揭開我們開發板上STM32的神秘面紗！（在這里僅截取微云電子開發板上STM32F051C8T6的相關引腳，原創翻譯，部分內容與STM32中文手冊略有差異）
表1.STM32F051C8T6的引腳定義表
引腳號
引腳名稱（復位后的功能）
引腳類型
I/O結構
復用功能
附加功能
備注
1
VBAT
S

備用電源

2
PC13
I/O
TC
-
RTC_TAMP1, RTC_TS,RTC_OUT, WKUP2
(1)(2)
3
PC14-OSC32_IN(PC14)
I/O
TC
-
OSC32_IN
(1)(2)
4
PC15-OSC32_OUT(PC15)
I/O
TC
-
OSC32_OUT
(1)(2)
5
PF0-OSC_IN(PF0)
I/O
FT
-
OSC_IN

6
PF1-OSC_OUT(PF1)
I/O
FT
-
OSC_OUT

7
NRST
I/O
RST
器件復位輸入 / 內部復位輸出（低電平有效）

8
VSSA
S

模擬地

9
VDDA
S

模擬電源

10
PA0
I/O
TTa
USART2_CTS, TIM2_CH1_ETR,
COMP1_OUT, TSC_G1_IO1
ADC_IN0, COMP1_
INM6, RTC_TAMP2,
WKUP1

11
PA1
I/O
TTa
USART2_RTS, TIM2_CH2, TSC_
G1_IO2, EVENTOUT
ADC_IN1, COMP1_INP

12
PA2
I/O
TTa
USART2_TX, TIM2_CH3, TIM15_
CH1,  COMP2_OUT, TSC_G1_IO3
ADC_IN2, COMP2_
INM6

13
PA3
I/O
TTa
USART2_RX, TIM2_CH4, TIM15_
CH2, TSC_G1_IO4
ADC_IN3, COMP2_INP

14
PA4
I/O
TTa
SPI1_NSS/I2S1_WS, USART2_
CK, TIM14_CH1, TSC_G2_IO1
ADC_IN4, COMP1_
INM4, COMP2_INM4,
DAC1_OUT

15
PA5
I/O
TTa
SPI1_SCK/I2S1_CK, CEC, TIM2_
CH_ETR, TSC_G2_IO2
ADC_IN5, COMP1_
INM5, COMP2_INM5

16
PA6
I/O
TTa
SPI1_MISO/I2S1_MCK, TIM3_
CH1, TIM1_BKIN, TIM16_CH1,
COMP1_OUT, TSC_G2_IO3,
EVENTOUT
ADC_IN6

17
PA7
I/O
TTa
SPI1_MOSI/I2S1_SD, TIM3_
CH2, TIM14_CH1, TIM1_CH1N,
TIM17_CH1, COMP2_OUT, TSC_
G2_IO4, EVENTOUT
ADC_IN7

18
PB0
I/O
TTa
TIM3_CH3, TIM1_CH2N, TSC_
G3_IO2, EVENTOUT

ADC_IN8

19
PB1
I/O
TTa
TIM3_CH4, TIM14_CH1, TIM1_
CH3N, TSC_G3_IO3
ADC_IN9

20
PB2
I/O
FT
TSC_G3_IO4
-

21
PB10
I/O
FT
I2C2_SCL,
CEC,
TIM2_CH3,
TSC_SYNC
-

22
PB11
I/O
FT
I2C2_SDA,
TIM2_CH4,
TSC_G6_IO1,
EVENTOUT
-

23
VSS
S

數字地

24
VDD
S

數字電源

25
PB12
I/O
FT
SPI2_NSS, TIM1_BKIN, TSC_
G6_IO2, EVENTOUT
-

26
PB13
I/O
FT
SPI2_SCK, TIM1_CH1N, TSC_
G6_IO3
-

27
PB14
I/O
FT
SPI2_MISO, TIM1_CH2N, TIM15_
CH1, TSC_G6_IO
-

28
PB15
I/O
FT
SPI2_MOSI, TIM1_CH3N, TIM15_
CH1N, TIM15_CH2
RTC_REFIN

29
PA8
I/O
FT
USART1_CK, TIM1_CH1,
EVENTOUT, MCO
-

30
PA9
I/O
FT
USART1_TX,
TIM1_CH2,
TIM15_BKIN,
TSC_G4_IO1
-

31
PA10
I/O
FT
USART1_RX,
TIM1_CH3,
TIM17_BKIN,
TSC_G4_IO2
-

32
PA11
I/O
FT
USART1_CTS,
TIM1_CH4,
COMP1_OUT,
TSC_G4_IO3,
EVENTOUT
-

33
PA12
I/O
FT
USART1_RTS,
TIM1_ETR,
COMP2_OUT,
TSC_G4_IO4,
EVENTOUT
-

34
PA13(SWDIO)
I/O
FT
IR_OUT,
SWDIO
-
(3)
35
PF6
I/O
FTf
I2C2_SCL
-

36
PF7
I/O
FTf
I2C2_SDA
-

37
PA14(SWCLK)
I/O
FT
USART2_TX,
SWCLK
-
(3)
38
PA15
I/O
FT
SPI1_NSS,
I2S1_WS,
USART2_RX,
TIM2_CH1_ETR,
EVENTOUT
-

39
PB3
I/O
FT
SPI1_SCK,
I2S1_CK,
TIM2_CH2,
TSC_G5_IO1,
EVENTOUT
-

40
PB4
I/O
FT
SPI1_MISO,
I2S1_MCK,
TIM3_CH1,
TSC_G5_IO2,
EVENTOUT
-

41
PB5
I/O
FT
SPI1_MOSI,
I2S1_SD,
I2C1_SMBA,
TIM16_BKIN,
TIM3_CH2
-

42
PB6
I/O
FTf
I2C1_SCL,
USART1_TX,
TIM16_CH1N,
TSC_G5_IO3
-

43
PB7
I/O
FTf
I2C1_SDA,
USART1_RX,
TIM17_CH1N,
TSC_G5_IO4
-

44
BOOT0
I
B
Boot memory selection

45
PB8
I/O
FTf
I2C1_SCL,
CEC,
TIM16_CH1,
TSC_SYNC
-
(3)
46
PB9
I/O
FTf
I2C1_SDA,
IR_OUT,
TIM17_CH1,
EVENTOUT
-

47
VSS
S

數字地

48
VDD
S

數字電源

表1中有太多英文縮寫，下面就由下表來解釋一下，其中的縮寫是什么意思：
表2. 引腳表的標記與縮寫解釋
名稱
縮寫
定義
引腳名
除非在指定的引腳名稱下面有括號說明，在復位期間和之后，引腳作為實際使用的功能與引腳名稱相同。
引腳類型
S
電源引腳

I
僅是輸入口

I/O
輸入/輸出雙向口
I/O結構
FT
5V容忍能力I/O

FTf
5V容忍能力I/O，附加 FM+ 能力

TTa
3.3V容忍能力的I/O直接連接到ADC

TC
標準3.3VI/O

B
專用BOOT0引腳

RST
雙向復位引腳，并嵌入弱上拉電阻
注釋
除非注釋中提到，否則所有I/O口在復位期間和復位后，認為是浮空輸入。
引腳功能
復用功能
通過 GPIOx_AFR寄存器選擇的功能

附加功能
通過外設寄存器直接選擇/使能的功能
在表1中，我們看到注釋里有些引腳后面帶有（1）~（3），這些注釋如下：
(1).PC13, PC14 和PC15需要通過電源開關來供能，由于電源開關吸收僅3mA大小的電流，所以說，PC13, PC14 和PC15 這三個GPIO口的輸出模式受限：速度不可超過2 MHz，并且最大帶一個30pF的負載,最關鍵的是這幾個GPIO口禁止作為電流源（比如去點亮LED燈）。
(2).第一次實時時鐘域上電后，PC13, PC14 和PC15口可以作為GPIO口來使用。它們的功能取決于實時時鐘寄存器，而且這個部分的設置不會受到總復位的影響，詳細請參考實時時鐘域和實時時鐘寄存器的描述手冊。
(3) .在復位后，一些引腳被置成SWDIO和SWCLK這些備用功能，而且SWDIO的內部上拉和SWCLK的內部下拉功能被激活打開。
3.3.3 選擇微云電子STM32開發板的原因
功能強大：為什么選擇微云電子學習STM32單片機？這是因為從前面的介紹，或許我們已經發現STM32的高大上了，80C51可以做的，STM32都能完成，可以理解成STM32就是80C51不斷進化，進化進化最終質變，雖然說現在80C51運用范圍還是很廣的，但是一旦遇到一些大工程，這款8位單片機便死翹翹了。尤其是隨著時代的發展，智能家居已經成為顯示，雖然還沒有真正火起來，但是正如初生的旭日，越來越亮，它的前景可想而知。那時候，我想生產智能家居的單片機要更加高端，而不是80C51。我們知道80C51沒有如ADC、內部時鐘、溫度傳感器等等重要的功能，如果說它有的話，那就是外接了上去，這樣浪費時間還浪費錢，多不劃算！但是我們強大的STM32都已經給你備齊，請君使用！





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