STM32入门基本知识.docx
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STM32入门基本知识.docx
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STM32入门基本知识
STM32学前班教程之一:
选择他的理由
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(核心供电情况下),135MHz×1MIPS。
现在用STM32F103,72MHz×,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,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 全速,USB电源供电,自适应目标系统JTAG电平,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 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:
(V7支持5V),多核调试,给目标板提供电源。
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 或者IAR EWARM (5版本观望一下)。
2、 RealView MDK (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安装目录下的文件,在[ARM]、[ARMADS]、[KARM]项目下添加TDRV7=BIN\("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 安装与破解
第一步:
开始/运行…/CMD显示DOS界面,执行>>得到本机ID码,复制这个ID码,再执行 ID码>>,得到一组注册码。
第二步:
使用(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\”。
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,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
$PROJ_DIR$\ 使用Flash调试程序,如果需要使用RAM调试则改为
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\ 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“”(不添加也可以,需要展开找到它)。
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“”中删减各种库文件,从“”编辑中断,从“”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 ,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“pt——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; 在串口初始化中USART_Cmd之前加入中断设置:
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE); RCC、GPIO里面打开串口相应的基本时钟、管脚设置
iii. NVIC里面加入串口中断打开代码:
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 在文件中找到void USART1_IRQHandler函数,在其中添入执行代码。
一般最少三个步骤:
先使用if语句判断是发生那个中断,然后清除中断标志位,最后给字符串赋值,或做其他事情。
void USART1_IRQHandler(void) 文件中定义的变量或函数,在其它.c文件中使用extern+定义代码再次定义就可以直接调用了。
STM32笔记之九:
打断它来为我办事,EXIT (外部I/O中断)应用
a) 目的:
跟串口输入类似,不使用中断进行的IO输入效率也很低,而且可以通过EXTI插入按钮事件,本节联系EXTI中断。
b) 初始化函数定义:
void EXTI_Configuration(void); 由于我的需求只跟高电平宽度有关,所以避免了使用PWM输入模式,这样可以每个管脚捕捉一路信号。
如果使用PWM模式,每一路需要占用两个寄存器,所以一个定时器只能同时使用两路PWM输入。
ii. 由于捕捉需要触发启动定时器,所以PWM输出与捕捉不容易在同一个TIM通道上实现。
如果必须的话只能增加计数溢出的相关代码。
iii. 有些程序省略了捕捉通道的初始化代码,这是不对的
iv. 在基本计时器初始化代码里面注意选择适当的计数器长度,最好让波形长度不要长于一个计数周期,否则需要增加溢出代码很麻烦。
一个计数周期的长度计算跟如下几个参数有关:
(1) RCC初始化代码里面的RCC_PCLKxConfig,这是TIM的基础时钟源与系统时钟的关系。
(2) TIM初始化的TIM_Period,这是计数周期的值
(3) TIM初始化的TIM_Prescaler,这是计数周期的倍频计数器,相当于调节计数周期,可以使TIM_Period尽量大,提高计数精度。
STM32笔记之十二:
时钟不息工作不止,systic时钟应用
a) 目的:
使用系统时钟来进行两项实验——周期执行代码与精确定时延迟。
b) 初始化函数定义:
void SysTick_Configuration(void);
c) 初始化函数调用:
SysTick_Configuration();
d) 初始化函数:
void SysTick_Configuration(void)
{
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 定义通用变量:
u16 Tic_Val=0; 在文件中相应定义:
extern u16 Tic_Val; 定义函数名称:
void Tic_Delay(u16 Tic_Count); 精确延时函数:
void Tic_Delay(u16 Tic_Count) 在文件中void SysTickHandler 函数里面添加
Tic_Val++; 调用代码:
Tic_Delay(10); 疑问:
如果去掉计时行那个没用的printf("");函数将停止工作,这个现象很奇怪
STM32笔记之十三:
恶搞,两只看门狗
a) 目的:
了解两种看门狗(我叫它:
系统运行故障探测器和独立系统故障探测器,新手往往被这个并不形象的象形名称搞糊涂)之间的区别和基本用法。
b) 相同:
都是用来探测系统故障,通过编写代码定时发送故障清零信号(高手们都管这个代码叫做“喂狗”),告诉它系统运行正常。
一旦系统故障,程序清零代码(“喂狗”)无法执行,其计数器就会计数不止,直到记到零并发生故障中断(狗饿了开始叫唤),控制CPU重启整个系统(不行啦,开始咬人了,快跑……)。
c) 区别:
独立看门狗Iwdg——我的理解是独立于系统之外,因为有独立时钟,所以不受系统影响的系统故障探测器。
(这条狗是借来的,见谁偷懒它都咬!
)主要用于监视硬件错误。
窗口看门狗wwdg——我的理解是系统内部的故障探测器,时钟与系统相同。
如果系统时钟不走了,这个狗也就失去作用了。
(这条狗是老板娘养的,老板不干活儿他不管!
)主要用于监视软件错误。
d) 初始化函数定义:
鉴于两只狗作用差不多,使用过程也差不多初始化函数栓一起了,用的时候根据情况删减。
void WDG_Configuration(void);
e) 初始化函数调用:
WDG_Configuration();
f) 初始化函数
void WDG_Configuration() 有狗平常没事情可以不理,但是千万别忘了喂它,否则死都不知道怎么死的!
ii. 初始化程序的调用一定要在systic的初始化之后。
iii. 独立看门狗需要systic中断来喂,但是systic做别的用处不能只做这件事,所以我写了如下几句代码,可以不影响systic的其他应用,其他systic周期代码也可参考:
第一步:
在中定义变量
int
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