STM32二刷学习笔记--STM32概述

文章目录

• • 系统结构
  • STM32F103C8T6 引脚定义表格
  • 工程框架

花了一个多星期把江科协STM32教程刷完了,也算是对STM32有所了解. 现在开始二刷,这次二刷打算半个月拿下STM32. 把代码敲一遍. 【STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕】https://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?vd_source=2fd155d9ed7f2131791233620141a958

系统结构

Cortex-M3 内核

Cortex-M3 是 ARM 公司推出的专为嵌入式系统设计的 32 位 RISC 内核，具有以下特点：

• 高效执行：支持 Thumb-2 指令集，提高代码密度和执行效率。
• 多总线系统：包含 ICode 总线、DCode 总线 和 系统总线，分别访问 Flash、SRAM 等存储器。
• 中断管理：提供 NVIC（嵌套向量中断控制器），支持 240 个中断向量及 256 个优先级。

多总线结构

STM32 使用多总线系统来提高数据传输效率：

• ICode 总线：连接 Flash 接口，用于取指令。
• DCode 总线：访问存储器（SRAM、Flash）用于数据读取。
• 系统总线：连接各种外设和 SRAM，实现数据的高速传输。

存储器结构

STM32 包含 Flash 和 SRAM 存储器：

• Flash：用于存储程序代码和不可变数据。通过 Flash 接口 与内核连接。
• SRAM：用于数据存储和运行时变量。
• FSMC（灵活静态存储器控制器）：用于连接外部存储器（如 NOR Flash、SRAM 和 LCD 显示屏）。

外设总线和桥接器

STM32 系统分为三种总线：

• AHB（高级高性能总线）：最快,用于连接高带宽模块，如内核、DMA、SDIO 和 RCC。
• APB2（高级外设总线 2）：快,连接高速外设，如 GPIOA-GPIOG、ADC1-ADC3、SPI1、USART1 等。
• APB1（高级外设总线 1）：不快,连接低速外设，如 I2C1-I2C2、SPI2-SPI3、USART2-5、TIM2-7、RTC 等。

桥接器将 AHB 系统总线与 APB1 和 APB2 连接，实现数据传输。

DMA 控制器

STM32 包含两个 DMA 控制器（DMA1 和 DMA2），用于在存储器和外设之间实现数据搬运，减轻 CPU 负担。 类似于传输数据的小秘书.具有和总线一样的控制权,访问数据.

• DMA1：有 7 个通道，可以与 AHB 总线进行数据传输。
• DMA2：有 5 个通道，负责更高速的数据传输任务。

特点：

• 支持外设到内存、内存到外设、内存到内存的传输。
• 数据传输过程中 CPU 可执行其他任务，提升系统性能。

复位和时钟控制（RCC）

RCC（Reset and Clock Control）是 STM32 的时钟系统核心，提供以下功能：

• 复位管理：控制系统上电复位（POR）、看门狗复位、软件复位等。
• 时钟配置：通过 PLL（锁相环）提供多种时钟源，如 HSI、HSE、LSE 和 LSI。
• 总线时钟分频：配置 AHB、APB1 和 APB2 不同的时钟频率。

外设模块

STM32 提供丰富的外设模块，包括：

• GPIO（通用输入输出）：GPIOA 到 GPIOG，用于控制输入输出信号。
• ADC（模数转换器）：ADC1 到 ADC3，12 位分辨率，高速采样。
• USART/UART（串行通信接口）：支持同步和异步通信。
• SPI/I2S：用于高速数据通信和音频传输。
• I2C：用于连接传感器等低速设备。
• Timers（定时器）：TIM1 到 TIM8（高级定时器） 和 TIM2 到 TIM7（通用定时器）。
• RTC（实时时钟）：用于时间管理和定时唤醒功能。
• USB 和 CAN：支持 USB 设备模式和 CAN 总线通信。

SDIO 接口

STM32 通过 SDIO（Secure Digital Input/Output）接口支持 SD 卡和 SDIO 设备，实现大容量数据存储和高速传输。

STM32F103C8T6 引脚定义表格

工程框架

STM32 工程框架的运行流程通常分为启动文件、用户代码文件和库文件三大部分。下面根据图中流程进行详细介绍：

1. 启动文件：startup_xx.s

• 作用：完成系统复位、初始化工作，并调用用户主程序 main。
• 功能模块：
  • 复位中断：在系统复位时，调用 SystemInit 函数完成系统初始化。
  • 调用 SystemInit：该函数位于 system_xx.c 文件中，主要完成系统时钟初始化。
  • 调用 main：系统初始化完成后，执行用户编写的主函数 main。
  • 其他中断：调用中断处理函数，这些函数通常由用户在 stm32f10x_it.c 中进行定义。

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2. 用户代码文件

用户代码主要包括三个文件：

• system_xx.c / .h：

  • 定义 SystemInit：完成系统时钟、PLL 等初始化配置。
  • 系统初始化：主要为复位中断后调用的第一个函数，确保系统硬件处于稳定状态。

• main.c：

  • 定义 main：用户程序的入口函数，包含主要业务逻辑。

• stm32f10x_it.c / .h：

  • 定义中断处理函数：响应不同外设或系统中断请求，例如定时器中断、外部中断等。
  • 调用中断函数：在启动文件中，当其他中断触发时，会调用这些处理函数。

• 其他用户文件：

  • 用户根据实际需求自定义的代码文件，比如驱动外设、应用程序模块等。

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3. 库文件

库文件是 STM32 标准库或 HAL 库的一部分，主要包括：

• stm32f10x.h：

  • 外设寄存器描述：定义了 STM32 外设的寄存器地址、位定义等。

• core_cm3.c / .h：

  • 内核寄存器描述：针对 ARM Cortex-M3 内核的寄存器描述及相关配置。

• 库函数文件 (misc.c、stm32f10x_adc.c 等)：

  • 提供外设驱动的库函数，例如 ADC、GPIO、USART 等外设的初始化和控制函数。

• stm32f10x_conf.h：

  • 库函数配置文件：用于配置哪些库函数模块需要被包含，比如 ADC、UART、I2C 等模块。

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运行流程总结

1. 复位中断：系统启动后，startup_xx.s 调用 SystemInit 进行初始化。
2. 调用 main：初始化完成后，系统进入 main.c 中的 main 函数，执行用户程序。
3. 中断响应：当外设或系统产生中断时，调用 stm32f10x_it.c 中定义的中断处理函数。
4. 库文件支持：用户代码和启动文件依赖库文件完成底层硬件操作，包括外设配置和内核寄存器的操作。