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STM32入門學(xué)習(xí)筆記之STM32F103環(huán)境搭建(上)

jf_78858299 ? 來源:滑小稽筆記 ? 作者:電子技術(shù)園地 ? 2023-02-16 09:39 ? 次閱讀

1.1 STM32F103單片機概述

ARM公司在ARM11以后的產(chǎn)品改用Cortex命名,主要分為三種,Cortex-M系列,Cortex-R系列和Cortex-A系列,Cortex系列屬于ARMv7架構(gòu),這是2010年為止ARM公司最新的指令集架構(gòu),其中Cortex-M主要用于低端的嵌入式控制系統(tǒng)中,Cortex-R主要用于實時系統(tǒng)中,Cortex-A系列則是用于操作系統(tǒng)智能設(shè)備和移動電話等領(lǐng)域,比如常見的Cortex-A15(用于Android,Ubuntu等系統(tǒng)中)。

意法半導(dǎo)體(ST公司)開發(fā)的STM32就屬于Cortex-M架構(gòu),該架構(gòu)細(xì)分又可以分為M0,M0+,M3,H7等,以最常見的STM32F103為例,該芯片屬于Cortex-M3架構(gòu),CPU主頻72MHz,內(nèi)置高精度ADC,USART,CANUSBSDIO等模塊,極大的便于產(chǎn)品的設(shè)計。

以STM32F103ZET6為例,該芯片封裝為LQFP-144,內(nèi)置資源如下所示:

(1)1組17通道高精度ADC,1組15通道ADC,1組13通道ADC,轉(zhuǎn)換速度可達(dá)1us;

(2)1組2路DAC輸出;

(3)8組高級定時器(可以做電容捕捉,PWM輸出,基本定時等功能);

(4)高精度RTC模塊,2路時鐘可選;

(5)1組CAN,支持任意波特率;

(6)2組硬件IIC

(7)3組硬件SPI;

(8)5組串口

(9)1組SDIO模塊,用于外接SD卡通信

(10)1組USB模塊,可做主機,可做從機;

(11)2組I2S模塊,用于I2S通信;

(12)1組CRC模塊;

(13)2組看門狗模塊;

(14)1組DMA模塊;

1.2 STM32F103ZET6最小系統(tǒng)

1.2.1 原理圖

圖片

STM32F103的最小系統(tǒng)由備用電源下載接口,濾波電容,啟動端子和時鐘電路組成,其中濾波電容主要用于穩(wěn)定CPU電源端口電壓,由于CPU電源端口有12組,所以利用12個100nF電容來穩(wěn)定每個端口的電壓,布線的時候,每個電容離著供電端口越近越好。

1.2.2 時鐘電路

圖片

單片機最小系統(tǒng)有兩個晶體振蕩器,其中8MHz提供主系統(tǒng)工作時鐘脈沖,即CPU內(nèi)核,系統(tǒng)總線和除RTC時鐘外其他外設(shè)的工作時鐘,32.768KHz時鐘專用于CPU內(nèi)部RTC時鐘脈沖。

1.2.3 復(fù)位電路

圖片

由于STM32F103屬于低電平復(fù)位,所以設(shè)計了如上圖所示電路進(jìn)行復(fù)位,初始狀態(tài)電容兩端電壓為0,相當(dāng)于低電平,上電后,電容開始充電,隨著充電時間的上升,電容兩端電壓呈現(xiàn)指數(shù)上升(電路分析中專門講解過這部分內(nèi)容),隨著電容充滿電,電容兩端理論電壓逐漸達(dá)到3.3V,此時復(fù)位結(jié)束,如果想要不斷電復(fù)位,只需要按一下按鍵S1,按下按鍵后,電容對地放電,放完電后達(dá)到低電平,此時開始復(fù)位,然后重復(fù)上電復(fù)位的過程。

1.2.4 啟動選擇端口

圖片

圖片

STM32有三種啟動方式,通過BOOT0和BOOT1的電平選擇,具體分配如下表所示。

BOOT0 BOOT1 啟動方式
0 × FLASH啟動(用戶閃存器啟動)
1 0 系統(tǒng)存儲器啟動(主要用于串口下載)
1 1 SRAM啟動,主要用于在SRAM中調(diào)試代碼

一般啟動程序都在FLASH中啟動,如果出現(xiàn)芯片進(jìn)入低功耗模式或者禁用了調(diào)試端口,那么串口激活是唯一的辦法,所以建議設(shè)計產(chǎn)品的時候,BOOT0和BOOT1兩個引腳用0Ω電阻引出來。

1.2.5 VBAT供電

圖片

VBAT供電主要用于RTC和備份區(qū)域數(shù)據(jù)不丟失使用,當(dāng)外部3.3V斷電之后,二極管D1處于截止?fàn)顟B(tài),此時D2負(fù)極處于電平,二極管D2正向?qū)ǎㄟ^3V紐扣電池給VBAT供電,防止RTC和備份區(qū)域的數(shù)據(jù)丟失。

1.2.6 串口下載與SW仿真

圖片

圖片

STM32下載程序有兩種方式,一種是傳統(tǒng)的串口模式,通過BOOT0和BOOT1啟動系統(tǒng)存儲器,然后將程序燒寫進(jìn)FLASH中,然后斷電,設(shè)置FLASH啟動后就可以啟動程序,還有一種特殊的方式,就是SW模式,SW模式一種單線FLASH燒寫模式,通過CLK和DATA兩根線,將程序直接燒寫進(jìn)FLASH,并且通過這兩根線進(jìn)行在線仿真,可以直接將CPU中所有寄存器的值全部實時讀取,用于簡化調(diào)試過程。這個功能是51單片機不會有的。

1.2.7 電源電路

圖片

STM32F103采用3.3V電源進(jìn)行供電,但是一般USB接口或者充電寶都是輸出DC5V,這就需要一個LDO來進(jìn)行電壓變換,將5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓供STM32使用。

1.3 STM32工程創(chuàng)建

STM32的程序也是可以使用51的IDE編寫的,KEIL作為集成開發(fā)環(huán)境,現(xiàn)在已經(jīng)可以大多數(shù)主流CPU,比如之前的51系列,這次的ST系列,還有NXP公司的iMX系列等,下面來說明如何使用KEIL來創(chuàng)建STM32程序。

STM32的工程不同于51的工程,需要好幾個文件來支持,由于這次創(chuàng)建的是空白工程,所以只需要創(chuàng)建主函數(shù)的c文件,啟動匯編文件,和STM32寄存器文件。

(1)安裝ARM版本的KEIL,從KEIL官網(wǎng)或者文中附帶的鏈接下載安裝包,安裝時記住不能有中文路徑,直接安裝即可。

(2)安裝STM32F1系列固件庫,從KEIL官網(wǎng)找到安裝包,下載后安裝(注:KEIL版本必須是ARM版本的,C51版本安裝不上)。

下載固件庫之后,雙擊安裝即可。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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