文章目录

• STM32学习笔记
• • 一、STM32简介
  • 二、开发
  • • 1、使用软件
    • 2、片上资源 / 外设
    • 3、命名规则
    • 4、芯片的系统结构
    • 5、引脚定义
    • 6、启动配置
    • 7、最小系统电路
  • 三、软件安装及新建工程
  • • 1、软件安装
    • 2、建立STM32工程
    • 3、配置调试器
    • 4、配置寄存器
    • • 4.1、通过查阅文档进行配置
      • 4.2、通过库函数进行配置
  • 四、型号分类及缩写
  • 五、GPIO
  • • 1、基本结构
    • 2、系统结构
    • 3、GPIO位结构
    • 4、GPIO模式
    • 5、LED 和 蜂鸣器介绍
    • 6、GPIO输出的硬件电路
    • 7、GPIO输入的硬件电路
    • 8、传感器模块
    • 9、C语言知识
    • • 9.1、数据类型
      • 9.2、宏定义
      • 9.3、typedef
      • 9.4、C语言结构体
      • 9.5、C语言枚举
  • 六、OLED调试工具
  • • 1、调试方式
    • 2、OLED简介
    • 3、硬件电路
    • 4、OLED驱动函数
  • 七、EXTI外部中断
  • • 1、中断系统
    • 2、中断执行流程
    • 3、STM32中断
    • 4、NVIC基本结构
    • 5、NVIC优先级分组
    • 6、EXTI简介
    • 7、EXTI基本结构
    • 8、AFIO复用IO口
    • 9、EXTI框图
    • 10、旋转编码器
    • • 10.1、旋转编码器介绍
      • 10.2、旋转编码器的硬件电路
  • 本文编写参考源于江科大自化协的stm32的教程，视频链接如下：
  • • 视频详解：[https://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?p=1](https://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?p=1)
    • 视频汇中的资料下载：[https://pan.baidu.com/s/1SqKyKr5Fsl_9gBJi8aVxTw](https://pan.baidu.com/s/1SqKyKr5Fsl_9gBJi8aVxTw)，提取码：8kzh，链接里压缩包的解压密码：32

STM32学习笔记

一、STM32简介

• STM32 是ST公司基于ARM Cortex-M 内核开发的32位微控制器（Microcontroller）
• STM32 常应用在嵌入式领域，如智能车、无人机、机器人、无线通信、物联网、工业控制、娱乐电子产品等
• STM32功能强大、性能优异、片上资源丰富、功耗低，是一款经典的嵌入式微控制器
• 51单片机是8位，而STM32是32位的，性能更优
• STM32F103C8T6芯片示例如下:
  

二、开发

软件包已上传至博主下载资源中

1、使用软件

Keil5 MDK

2、片上资源 / 外设

通过程序配置外设，来完成我们想要的功能

• NVIC：永不管理中断的设备，比如配置中断优先级
• SysTick：系统滴答定时器，是系统内核里的一个定时器，只要用来给操作系统提供定时服务，完成任务切换的功能、Delay函数的功能
• RCC：复位和时钟控制，对系统的时钟进行控制，完成各模块的功能
• GPIO：通用的IO口，可以用来点灯，读取按键等
• AFIO：复用IO口，完成复用功能端口的重定义、中断的端口配置
• EXIT：外部中断，当引脚有电平变化时，就可以触发中断，让CPU来处理任务
• TIM：定时器，是外设中用到的最多的设备，，TIM分为高级定时器、通用定时器（常用）、基本定时器三种类型。通用定时器是最常用的定时器，它不仅可以完成定时中断的任务还可以完成测频率、生成PWM波形（电机驱动、舵机驱动最基本的要求）、配置成专用的编码器接口等功能
• ADC：模数转换器，STM32内置了12位的AD转换器，可以直接读取IO口的模拟电压值，无需外部链接AD芯片，使用方便
• DMA：直接内存访问，帮助CPU搬用大量数据这样的繁杂任务
• USART：同步或异步串口，平常使用的UART是异步串口的意思，这里的USARTF是既支持异步串口，也支持同步串口，实际生活中异步串口比较多
• IC2和SPI：是常用的两种通信协议，STM32页内置了他们的控制器，可以用硬件来输出时序波形，使用起来更高效。
• CAN和USB：都是通信协议，CAN一般用于汽车领域。利用这个STM32的USB外设，可以做模拟鼠标、模拟U盘等设备
• RTC：是实时闹钟，在STM32内部完成年月日、时分秒的计时功能，而且可以接外部备用电池，即使掉电也能正常运行
• CRC校验：是一种数据的校验方式，用于判断数据的正确性
• PWR：电源控制，可以让芯片进入睡眠模式等状态，来达到省点的目的
• BKP：备份寄存器，这是一段存储器，当系统掉电时，仍可由备用电池保持数据，根据需要可以完成特殊功能
• IWDG和WWDG：是独立看门狗和窗口看门狗，当单片机因为电磁干扰死机或者程序设计不合理出现死循环时，看门狗可以及时复位芯片，保证系统的稳定
• DAC：数模转换器，它可以在IO口直接输出模拟电压，是ADC模数转换的逆过程
• SDIO：是SD卡接口，用来读取SD卡
• FSMC：可变静态存储控制器，可以用于扩展内存，或者配置成其他总线协议，用于某些硬件的操作
• SPI：用OTG功能，可以让STM32座位USB主机去读取其他USB设备

3、命名规则

4、芯片的系统结构

5、引脚定义

在得知芯片的引脚定义时就大概知道该芯片应该怎么使用。一般的都会在数据手册中给出相关使用。如STM32F103C86T芯片引脚如下所示，黑点位置为1号引脚，依次逆时针进行编号。大概有如下这么几类：

• 电源相关的引脚
• 最小系统相关的引脚
• IO口，功能口这些引脚

引脚类型如下：

• S代表电源
• I代表输入
• O代表输出
• IO代表输入输出
• IO口电平代表IO口所能容忍的电压，FT代表能容忍5V的电压，无FT的只能容忍3.3V电压，当没有FT但需要容忍5V电压 的时候就需要加装电平转换电路了
  

6、启动配置

启动配置其实就是BOTT0和BOTT1 两根引脚的功能，
这个启动配置的作用就是指定程序开始运行的位置，一般情况下，程序都是在Flash程序存储器开始执行，但是在某些情况下，我们也可以让程序在别的地方开始执行，用以完成特殊的功能

• 0 表示接地
• X 表示无论接什么
• 1 表示接到3.3V电源正的位置

7、最小系统电路

在知道芯片的引脚功能之后，就需要为它连接最基本的电路，这些最基本的电路就是最小系统电路。如下图所示

三、软件安装及新建工程

1、软件安装

资料下载：https://pan.baidu.com/s/1SqKyKr5Fsl_9gBJi8aVxTw，提取码：8kzh，链接里压缩包的解压密码：32

安装步骤：https://blog.csdn.net/qq_53810245/article/details/123674836

• 安装器件支持包
• 软件注册
• 安装STLINK驱动
• 安装USB转串口驱动

2、建立STM32工程

详细步骤如下：

在本地新建一个文件夹STM32Project，打开Keil5软件新建工程于该文件夹下

选择芯片型号，点击OK

进入资料中的如下路径

将上述文件拷贝至新建Start文件夹下

建好main.c文件后如图

3、配置调试器

4、配置寄存器

4.1、通过查阅文档进行配置

4.2、通过库函数进行配置

拷贝以上文件夹下的所有库函数到工程中新建Library文件夹下

将如下文件拷贝至User文件夹下

四、型号分类及缩写

五、GPIO

• GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口，俗称IO口
• 可配置为8种输入输出模式
• 引脚电平：0V~3.3V，部分引脚可容忍5V
• 输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED】控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等
• 输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入（光敏电阻、热敏电阻）、ADC电压采集
• 模拟通信协议接收数据等

1、基本结构

2、系统结构

3、GPIO位结构

4、GPIO模式

• 通过配置GPIO的端口配置寄存器，端口可以配置成以下8种模式
  

• 浮空 / 上拉 / 下拉输入
  

• 开漏 / 推娩输出
  

• 复用开漏 / 推娩输出

5、LED 和 蜂鸣器介绍

• LED：发光二极管，正向通电点亮，反向通电不亮
• 有源蜂鸣器：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定【见下图】
• 无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音
  

6、GPIO输出的硬件电路

7、GPIO输入的硬件电路

8、传感器模块

传感器模块：传感器元件（光敏电阻、热敏电阻、红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，在通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出

光敏电阻、热敏电阻、红外接收管均是随外界强度增大而阻值减小

9、C语言知识

9.1、数据类型

9.2、宏定义

9.3、typedef

• typedef会对命名进行检查，检查是否是变量类型的名字
  

9.4、C语言结构体

9.5、C语言枚举

六、OLED调试工具

1、调试方式

• 串口调试：通过串口通信，将调试信息发送到电脑端，电脑使用串口助手显示调试信息
• 显示屏调试：直接将显示屏连接到单片机，将调试信息打印在显示屏上
• Keil调试模式：借助Keil软件的调试模式，可使用单步运行、设置点、查看寄存器及变量等功能。

2、OLED简介

• OLED（Organic Light Emitting Diode）：有机发光二极管
• OLED显示屏：性能优异的新型显示屏，具有功耗低、响应速度快、宽视角、轻薄柔韧等特点
• 0.96寸OLED模块：小巧玲珑、占用接口少、简单易用，是电子设计中非常常见的显示屏模块
• 供电：3~5.5V，通信协议：I2C/SPI，分辨率：128*64
  

3、硬件电路

4、OLED驱动函数

七、EXTI外部中断

1、中断系统

• 中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续执行
• 中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源
• 中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回。

2、中断执行流程

3、STM32中断

• 68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADCUSART、SPI、I2C、RTC等多个外设
• 使用NVIC（就是STM32中用来管理中断、分配优先级的）统一管理中断，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级。。

4、NVIC基本结构

NVIC是一个内核外设，是CPU的小助手

5、NVIC优先级分组

决定是不是可以中断嵌套的优先级，叫做抢占优先级

6、EXTI简介

• EXTI的基本功能。简单来说,就是引脚电平变化，申请中断
• 中断响应是正常的流程，引脚电平变化触发中断
• 事件响应不会触发中断，而是触发别的外设操作，属于外设之间的联合工作
  

7、EXTI基本结构

8、AFIO复用IO口

• AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义
• 在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择
• 外部中断同意通用I/O映像如下图

9、EXTI框图

• 或门
  

• 与门
  

• 非门

• 数据选择器
  

10、旋转编码器

10.1、旋转编码器介绍

10.2、旋转编码器的硬件电路

• 左图为模块的电路图，图里的中间部分就是旋转编码器
• 旋转轴旋转时，这两个触点以相位相差90度的方式交替导通，要配合外围电路才能输出高低电平
  
• 这个C1 是输出滤波电容，可以防止一些输出信号抖动

注意：

本文编写参考源于江科大自化协的stm32的教程，视频链接如下：

视频详解：https://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?p=1

视频汇中的资料下载：https://pan.baidu.com/s/1SqKyKr5Fsl_9gBJi8aVxTw，提取码：8kzh，链接里压缩包的解压密码：32