STM32讲义1-概述
意法半导体stm32手册
意法半导体stm32手册意法半导体(STM32)是一款广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器。
它具有高性能、低功耗、丰富的外设和强大的开发工具链等优点，适合用于各种应用领域，如工业控制、物联网、智能家居、汽车电子等。
本手册将介绍STM32微控制器系列的主要特性、功能模块和应用示例等内容。
一、STM32微控制器系列特性1.高性能：STM32微控制器采用ARM Cortex-M系列内核，具有高性能的运算能力和快速的响应速度，能够满足各种复杂计算和实时任务的需求。
2.低功耗：STM32微控制器采用低功耗设计，能够在满足性能要求的同时最大程度地降低能耗，延长系统的使用时间。
3.丰富的外设：STM32微控制器具有丰富的外设，包括通用IO口、定时器、串口、SPI、I2C、ADC、DAC等，能够满足各种应用的需要。
4.强大的扩展性：STM32微控制器支持多种外部总线接口，如USB、Ethernet、CAN等，可轻松实现与外部设备的通信，并支持灵活的扩展。
5.开发工具链：STM32微控制器采用意法半导体提供的开发工具链，包括开发板、调试工具和软件开发环境等，方便开发者进行嵌入式系统开发。
二、STM32微控制器功能模块1.内核模块：STM32微控制器采用ARM Cortex-M系列内核，支持多种内核版本，如Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4等，具有不同的性能和功能特点。
2.外设模块：STM32微控制器的外设模块包括通用IO口、定时器、串口、SPI、I2C、ADC、DAC等，这些外设可以通过寄存器编程或者使用开发工具链提供的API函数进行配置和控制。
3.存储器模块：STM32微控制器拥有多种存储器模块，包括闪存、SRAM、EEPROM等，可以满足不同应用对存储容量和读写速度的需求。
4.时钟模块：STM32微控制器具有丰富的时钟模块，包括主PLL时钟、系统时钟、外设时钟等，可以实现灵活的时钟配置和控制。
stm32课程教学大纲
stm32课程教学大纲一、课程介绍1.1课程背景与意义-介绍STM32是什么，它的硬件架构和特点，以及它在嵌入式系统开发中的重要性-分析STM32在各个领域中的应用场景和前景1.2课程目标-深入了解STM32的硬件结构和工作原理-掌握STM32的开发环境搭建和基本编程技巧-能够运用STM32开发嵌入式系统，并解决实际问题1.3教学方法与评估方式-采用理论与实践相结合的教学方法，注重动手实践-评估方式包括课堂表现、实验报告、项目作业等二、STM32基础知识2.1 STM32硬件结构- CPU、存储器、外设等组成及其功能- STM32的各个系列介绍2.2 STM32工作原理-系统时钟、中断控制、电源管理等基本原理-内存映射、外设映射等2.3 STM32开发环境搭建- STM32开发板的选择-开发工具的安装与配置-编写第一个程序并烧录到开发板上三、STM32编程基础3.1 STM32编程语言- C语言在STM32开发中的应用-基本的C语言语法和数据类型3.2 STM32编程模型-寄存器操作、位操作等-外设驱动编程3.3 STM32程序设计-简单的I/O操作-中断处理-定时器、PWM等外设的使用四、STM32外设应用4.1串口通信-串口通信原理- STM32串口编程实践4.2并口通信-基本的并行口通信原理- STM32并口编程实践4.3定时器应用-定时器的作用和工作原理- STM32定时器编程实践4.4 ADC/DAC应用-模数/数模转换原理- STM32 ADC/DAC编程实践五、STM32系统设计5.1实时操作系统（RTOS）介绍- RTOS的概念和特点- FreeRTOS在STM32上的应用5.2 STM32网络通信- TCP/IP协议栈的概念- STM32网络编程实践5.3 STM32应用案例分析-介绍一些基于STM32的实际应用案例-分析案例中的系统设计与实现原理六、课程实践与项目6.1实验设计与实践-配套实验设计，包括基本的I/O操作、定时器应用、串行通信等-实验操作指导和报告要求6.2课程项目设计-学生参与STM32系统设计和实现的项目设计-项目验收和成果展示七、课程总结与展望7.1课程总结-对本课程学习内容和实践经验进行总结-分析学生在课程学习过程中的问题和不足7.2 STM32发展展望-分析STM32在未来的发展趋势-探讨嵌入式系统领域的发展方向八、参考课程教材- 《嵌入式系统设计与应用：STM32单片机开发实战指南》- 《STM32单片机应用开发从入门到精通》- 《STM32单片机原理与实践》以上为STM32课程教学大纲，课程将着重介绍STM32的硬件结构、工作原理和开发环境搭建，以及基础的STM32编程知识和外设应用。
STM32概述范文
STM32概述范文STM32是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一系列32位微控制器产品系列。
它是基于ARM Cortex-M内核的产品，包括各种不同型号和系列，以满足不同应用需求，如家电、工业自动化、汽车电子、智能穿戴等领域。
首先，STM32系列针对不同的需求提供了不同的产品线，包括基本型（Mainstream）、超值型（Value Line）、高性能型（High Performance）、超高性能型（Ultra High Performance）以及安全增强型（Trust & Security）等系列。
这些系列产品涵盖了多个不同型号，以满足不同用户对性能、功耗和成本等方面的要求。
其次，STM32微控制器具有高性能、低功耗和丰富的外设功能。
基于ARM Cortex-M内核，STM32系列具有先进的处理能力，能够处理复杂的任务和应用。
同时，STM32微控制器的低功耗特性使其适用于长时间运行的应用，例如电池供电的设备。
此外，STM32系列还拥有丰富的外设功能，包括通用输入输出口、模拟输入输出口、高速通信接口、定时器、PWM输出等，可以满足各种不同应用的需求。
第三，STM32系列具有灵活的软件开发支持。
STMicroelectronics提供了全面的软件开发工具和支持，包括基于开源IDE的STM32Cube软件开发平台以及配套的HAL库、LL库、RTOS、USB库、开发板和示例代码等。
这些工具可以帮助开发人员快速地进行开发和调试，加快产品上市时间。
第四，STM32系列支持广泛的生态系统。
STM32微控制器被广泛应用于各种应用领域，因此市场上有大量的第三方硬件和软件供应商提供兼容的产品和解决方案。
这使得开发人员能够更加便捷地选择合适的硬件和软件组件，并加快产品的开发进度。
此外，STM32系列还支持丰富的安全功能。
安全是现代嵌入式系统设计中的一个重要考虑因素，尤其是在物联网和智能设备应用中。
STM32讲义1-概述
其他
汽车立体声音 响HD Radio扩展包 改装遮阳板 DVD / TV / MP3
嵌入式技术的应用－新兴硬件
服用的 RFID 芯片
GPS/蓝牙双拼模块芯片
龙芯2号增强型处理器芯片
Intel进入 二十倍数 时代，五 年后给我 们八十核 心处理器
Intel Tolapai计划要把南北桥、存储控制器 做在CPU芯片中
脑手机放在底座上成为电脑
韩国电信手机/电视遥 控器二合一产品
嵌入式技术的应用－智能家居
智能家居 智能家电
浙江大学智能割草机 智能型垃 圾桶 i.Master
DangerBomb 闹钟 不起床就爆炸啰
Roto-Rooter公司马桶 组合笔记本/ipod/冰 箱/Xbox360/健身
高科技的捕鼠器 遮断红外线光束掉下笼子
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助 操作机器和设备的装置”（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 可以看出此定义是从应用上、功能上考虑 的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还 可以涵盖机电等附属装置。
数码相机 DV
嵌入式技术的应用－多媒体终端
IP电话 视频会议 可视电话
IP电话
网络视频电话
视频电话
语音识别电话
嵌入式技术的应用－家庭音响
引入计算机技术的音响
LG HD DVD/蓝光播放器
iPhone
Motorola支持M卡的 HD DVR 录像机
配备B&O与Core 2 Duo的P.Guerra家庭影院
嵌入式技术的应用－PMP
stm32课程教学大纲
stm32课程教学大纲课程介绍：本课程是针对STM32单片机应用开发的基础课程，旨在培养学生在嵌入式系统开发领域的基础能力和实践能力。
通过本课程的学习，学生将掌握STM32单片机的基础知识、编程方法和应用开发技巧，能够进行STM32单片机的软硬件开发和调试。
课程目标：1.了解STM32单片机的基本架构和工作原理；2.熟悉STM32单片机的开发环境和开发工具；3.掌握STM32单片机的编程语言和编程方法；4.能够完成STM32单片机的应用开发和调试。
课程安排：第一周：STM32单片机简介1. STM32单片机的发展历程；2. STM32单片机的基本特性和应用领域；3. STM32单片机主要型号和系列的介绍。
第二周：STM32硬件基础1. STM32单片机的体系结构和寄存器组成；2. STM32单片机的外设介绍；3. STM32单片机的时钟系统和复位系统。
第三周：编程工具和开发环境1. STM32开发板的选择和使用；2. STM32开发工具和集成开发环境介绍；3. STM32的编译、烧录和调试方法。
第四周：STM32编程基础1. STM32单片机的编程语言介绍；2. STM32的GPIO编程和中断编程；3. STM32的定时器编程和PWM输出。
第五周：STM32外设编程1. STM32的串口编程和SPI通信；2. STM32的I2C编程和I/O扩展；3. STM32的ADC编程和模拟信号采集。
第六周：应用案例分析与实验1. STM32单片机应用案例分析；2. STM32的应用开发流程和调试方法；3. STM32单片机的实验项目设计与实施。
第七周：项目开发与实践1.基于STM32单片机的项目开发方法；2. STM32单片机的实践项目设计与实施。
第八周：项目展示和验收1.学生应用项目展示；2.项目评估与验收。
课程评价：1.平时表现（20%）：包括课堂参与、作业完成情况等；2.实验报告（20%）：包括实验设计、实验结果分析等；3.项目成果（30%）：包括项目设计、实现和展示情况；4.期末考试（30%）：对学生掌握课程内容的考察。
STM32ppt课件
12b ADC (1µs)
Temp sensor
* 只有在Flash大于256KB（包含）的芯片上才包括DAC, EMI (144 pins), I2S, SDIO
7
STM32F103 “增强型”系列
ARM Lite Hi-Speed Bus Matrix / Arbiter (max 72MHz)
Int. RC oscillators
32KHz + 8MHz
PLL
RTC / AWU
1x SDIO** 1x USB 2.0FS 1x bxCAN 2.0B
2x SPI/I2S**
1/2/4x USART/LIN Smartcard / IrDa Modem Control
1x SPI
1/2x I2C
ratio Up to 512KB
FLASH
“增强型”系列
Up to
2x12b ADC
72M Hz CPU
64KB SRA
M
EMI DAC **
(1µs)
Temp sensor
AC
USB CAN
I2S*
timer
SDI O*
“基本型”系列
36M Hz CPU
Up to 48KB SRA
M
EMI DAC **
6kB-64kB SRAM
20B Backup Regs
External Memory Interface**
Image Sensor**
Clock Control
Bridge
ARM Peripheral Bus Bridge
(max 36MHz)
2/3/5x 16-bit Timer
STM32概述PPT课件
APB1域的最大允许频率是36MHZ。
3）当HSI被用于作为PLL时钟的输入时，系统时 钟的最大频率不得超过64MKZ 。
4）定时器时钟频率是其所在APB总线频率的2倍。 然而，如果相应的APB预分频系数为1时，定 时器的时钟频率与所在的APB时钟频率一致。
36 MHz。两个系列的产品拥有相同的片内闪存选项，在
软件和引脚封装方面兼容。均可以用于显示、声音、存
储和高级控制；兼有低功耗和多种省电工作模式，能够
优化工业设备、物业控制设备、医疗设备和计算机外设
等产品的性能。
2021
4
2021
5
Hale Waihona Puke 202162、系统构架
主系统由以下部分构成：
● 四个驱动单元：
高速外部时钟信号（HSE)有以下两种方式 产生：
★ HSE外部晶体/陶瓷谐振器（HSE晶振） ★HSE用户外部时钟（HSE旁路）
2021
10
外部时钟可通过设置时钟控制寄存器中的HSEBYP和 HSEON来设置这一模式，它的频率最高可达25MHZ。外部时钟 信号必须连到OSC_IN管脚，同时OSC_OUT管脚悬空。
2021
15
三、STM32中断系统
STM32目前支持的中断共为84个（16个内 核+68个外部），和16个可编程的优先中断级 的设置。对于外部的68个中断通道，已经固定 的分配各相应的外设，每个中断通道都有自己
的中断优先级8位控制字节，其中高4位有效。 而对于这4位的中断优先级控制位又分成2组： 从高位开始，前面是定义抢先式优先级的位
于开发的优势，再加上丰富的外设和有竞争力的价格，
得到了市场上高度的认可，使得它成为我们的第一选择。
stm32PPt
ADC系统功能特性
– – – – – – – – – – – ADC开关控制 ADC时钟 ADC通道选择 ADC的转换模式 ADC的扫描模式 ADC的注入通道管理 间断模式 ADC的校准模式 可编程的通道采样时间 外部触发转换 DMA请求
中断
模拟看门狗
ADC的数据对齐
• ADC_CR2寄存器的ADC的数据对齐 ALIGN位选择转换后数据储存的对齐 方式。
• • •
//位复位寄存器 //锁定寄存器
通用I/O接口的编程方法
– 库函数：
• • • • • • • • • • • • • • • • • GPIO_DeInit函数 GPIO_AFIODeInit函数 GPIO_Init函数 GPIO_StructInit函数 GPIO_ReadInputDataBit函数 GPIO_ReadInputData函数 GPIO_ReadOutputDataBit函数 GPIO_ReadOutputData函数 GPIO_SetBits函数 GPIO_ResetBits函数 GPIO_WriteBit函数 GPIO_Write函数 GPIO_PinLockConfig函数 GPIO_EventOutputConfig函数 GPIO_EventOutputCmd函数 GPIO_PinRemapConfig函数 GPIO_EXTILineConfig函数
stm32嵌入式开发
第一讲：嵌入式系统开发概述
课程安排
– 何为嵌入式系统 – 嵌入式系统的特点及发展趋势 – 嵌入式系统的开发过程 – 如何成为嵌入式开发人员
何为嵌入式系统
– 嵌入式系统，英文全称为Embeded System。 – IEEE 的定义：嵌入式系统是“控制、监视或 者辅助装置、机器和设备运行的装置”。 – 业界普遍采用的定义：嵌入式系统是以应用 为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可 裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、 体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
stm32课程教学大纲
stm32课程教学大纲一、课程介绍1.课程名称：STM32课程教学2.课程目标：通过学习STM32微控制器的基本知识和应用技术，掌握STM32的开发方法和技术，培养学生的微控制器应用能力和软硬件开发能力。
3.课程对象：本课程主要面向电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生。
二、课程内容1. STM32概述a. STM32介绍b. STM32系列产品c. STM32的应用领域2. STM32基础知识a. ARM Cortex-M系列简介b. STM32的内部结构和特点c. STM32的开发工具介绍3. STM32开发环境搭建a. STM32开发环境的搭建b. STM32的编程语言介绍c. STM32的开发工具使用4. STM32编程基础a. STM32的基本编程框架b. STM32的寄存器操作c. STM32的GPIO编程d. STM32的中断编程e. STM32的定时器编程5. STM32外设应用a. STM32的串口通信b. STM32的ADC/DAC应用c. STM32的定时器应用d. STM32的PWM应用e. STM32的SPI/I2C应用6. STM32应用案例a. STM32的实时控制应用b. STM32的物联网应用c. STM32的嵌入式系统应用7. STM32软硬件开发案例实践a. STM32硬件设计实验b. STM32软件开发实验c. STM32应用设计实践8. STM32项目开发a. STM32项目开发流程b. STM32项目实施与调试c. STM32项目案例展示三、教学方法1.理论结合实践：课堂理论讲解结合实际案例分析，使学生能够理论联系实际，加深对STM32技术的理解和掌握。
2.课程设计与实践：组织学生进行一定量的STM32开发实习，提高学生的实际动手能力和应用能力，培养学生的团队协作意识和创新能力。
3.项目实践：开展STM32项目实践，指导学生独立完成STM32项目设计与实施，发挥学生的主动性和创造性，提高学生的综合应用能力。
STM32简介
STM32串口通信过程
数据接收过程：
MCU 内核
输入数 据缓冲
器
…
串行输 入移位 寄存器
RXD
串行数据输入
外 部 设 备
数据发送过程：
MCU 内核
输出数 据缓冲
器
…
串行输 出移位 寄存器
TXD
串行数据输出
外 部
设
备
STM32串口异步通信需要定义的参数：
① 起始位 ② 数据位（8位或者9位） ③ 奇偶校验位（第9位） ④ 停止位（1,1.5,2位） ⑤ 波特率设置
允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它 要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
串行通信的通信方式
同步通信：带时钟同步信号传输。 -SPI，IIC通信接口
异步通信：不带时钟同步信号。 -UART(通用异步收发器),单总线
通信标准
引脚说明
通信方式
通信方向
UART (通用异步收发器)
目录页
01 第一部分：STM32单片机入门 02 第二部分：GPIO、串口介绍 03 第三部分：STM32CubeMX配置
MDK软件仿真
01
STM32单片机
ARM-CORTEX-M内核
ARM是什么
英国ARM公司是全球领先的半
1
导体知识产权(IP)提供商。全世
界超过95%的智能手机和平板
STM32单片机含义
UART:通用异步收发器 USART:通用同步异步收发器
-RXD:数据输入引脚。数据接受。 -TXD:数据发送引脚。数据发送。
UART异步通信方式特点：
全双工异步通信。 小数波特率发生器系统，提供精确的波特率。 可配置的16倍过采样或8倍过采样，因而为速度容差与时钟容差的灵活
STM32入门教程
STM32入门教程STM32是一款由意法半导体(STMicroelectronics)开发的32位微控制器系列。
它是一种广泛应用于嵌入式系统设计的芯片，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口以及可编程的特点。
对于初学者来说，入门STM32可能会有一定的难度。
本篇教程将逐步介绍STM32的基本知识和入门方法，帮助初学者快速上手。
第一部分：STM32简介在入门STM32之前，我们首先了解一些基本的背景知识。
STM32系列采用了ARM Cortex-M内核，具有不同的系列和型号，例如STM32F1xx、STM32F4xx等。
不同的系列和型号拥有不同的性能和外设接口，所以在选型时需要根据具体需求进行选择。
第二部分：开发环境搭建第三部分：编写第一个程序第四部分：外设的使用STM32拥有丰富的外设接口，包括GPIO、UART、SPI、I2C等。
在这一部分，我们将详细介绍如何使用这些外设。
以GPIO为例，我们将学习如何配置GPIO引脚的输入输出模式，如何控制GPIO引脚的高低电平，以及如何使用外部中断功能。
类似地，我们还将介绍UART、SPI和I2C等外设的使用方法。
第五部分：中断的处理中断是STM32中一个非常重要的特性。
它可以让我们在程序运行的同时，对外部事件做出及时的响应。
本节我们将学习如何配置和使用中断。
首先，我们需要了解中断向量表和中断优先级的概念。
然后，学习如何编写中断处理函数，并配置和启用中断。
最后，通过一个例子，演示如何使用中断来处理外部事件，例如按键的按下和释放。
第六部分：时钟和定时器时钟和定时器是嵌入式系统中非常重要的功能模块。
STM32提供了多个时钟源和定时器模块，可以用于各种定时任务和时序要求。
在这一部分，我们将学习如何配置时钟源和时钟分频器，以及如何配置和使用定时器。
通过一个实例，我们将学习如何使用定时器来产生精确的延时和周期性的中断信号。
第七部分：存储器和编程方法STM32拥有多种存储器类型，包括闪存、RAM和EEPROM等。
stm32课程教学大纲
stm32课程教学大纲第一部分：课程介绍1.1课程背景和意义-简要介绍STM32是一款什么样的芯片，以及在微控制器领域的重要性和应用范围。
-介绍学习STM32的好处和意义，以及对提升学生综合能力的重要性。
1.2课程目标-确定学生应该在课程结束时所达到的基本能力和知识。
-概述课程内容和教学方法，以及学生的评估方式。
第二部分：STM32基础知识2.1 MCU概述-介绍MCU的基本概念和原理。
-简要介绍STM32的特点和应用领域。
2.2 STM32系列介绍-详细描述不同系列的STM32芯片，包括性能参数、外设配置和适用领域。
-比较不同系列的优缺点，以及如何选择适合的芯片。
2.3 STM32开发环境配置-介绍STM32开发环境的搭建，包括软件和硬件设备。
-演示如何搭建开发环境并进行简单的测试。
第三部分：STM32应用开发3.1 STM32编程语言-介绍在STM32开发中常用的编程语言，包括C语言和汇编语言。
-演示如何在STM32平台上进行C语言编程和简单的汇编语言编程。
3.2 STM32外设驱动-介绍STM32芯片上常用的外设，包括GPIO、USART、I2C、SPI等。
-演示如何配置和驱动这些外设，以及如何进行简单的外设通讯。
3.3 STM32应用开发实例-参考一些实际项目案例，演示如何在STM32上进行应用开发。
-包括LED灯控制、温度传感器读取、无线通讯等实例。
第四部分：STM32高级应用4.1 STM32中断与定时器-介绍STM32的中断处理和定时器配置方法。
-演示如何利用中断和定时器进行系统控制和定时任务处理。
4.2 STM32通讯协议-介绍STM32上常用的通讯协议，包括UART、SPI、I2C等。
-演示如何在STM32上实现这些通讯协议，并进行通讯数据交换。
4.3 STM32网络通讯-介绍如何在STM32上实现网络通讯，如以太网通讯、WiFi通讯等。
-演示如何利用STM32进行简单的网络数据传输和通讯。
STM32概述范文
STM32概述范文STM32是由意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的一系列32位微控制器产品线。
它是基于ARM Cortex-M内核的微控制器，旨在为嵌入式应用提供高性能、低功耗和易于开发的解决方案。
1. 高性能：由于采用了32位的ARM Cortex-M内核，STM32具有高性能的处理能力。
它们通常运行在高频率下，具有较大的存储容量和较高的计算能力。
2.低功耗：尽管具有高性能，但STM32微控制器仍具有极低的功耗。
它们采用了一系列低功耗技术，例如停止模式、睡眠模式和备份域，以确保在不同的应用中实现最佳的电源管理效果，延长电池寿命。
3.丰富的外设：STM32微控制器具有丰富的外设，包括通用输入输出端口（GPIO）、通用定时器（TIMER）、串行通信接口（USART、SPI、I2C）、模数转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）等。
这些外设提供了广泛的接口和功能，以满足不同应用的需求。
4. 强大的开发工具和生态系统：STM32系列微控制器配备了丰富的开发工具和软件包，例如STM32Cube软件平台、Keil MDK-ARM软件套件和IAR Embedded Workbench。
此外，ST公司还提供了大量的教程、应用笔记和参考设计，以帮助开发人员快速上手和实现应用。
5. 兼容性：STM32微控制器采用了市场上最常用的ARM Cortex-M内核，因此它们与其他支持相同内核的微控制器兼容，使得开发人员可以轻松迁移和共享代码，并使用其他厂商的工具和库。
STM32系列微控制器适用于各种应用，包括工业自动化、消费类电子产品、医疗设备、智能家居、汽车电子和物联网等。
它们可以处理复杂的任务，如实时控制、通信和数据处理，并且具有较小的封装、低功耗和高可靠性。
在工业自动化领域，STM32微控制器可以用于机器控制、过程监测、传感器和执行器的接口和数据采集等应用。
在消费类电子产品中，STM32可用于智能手机、电视机、音响、游戏机等设备的控制和通信。
STM32__讲义
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2021/4/1
6.NVIC嵌入式中断控制器
进入中断方式
入栈： 把8个寄存器的值压入栈。 取向量：从向量表中找出对应的服务程序入口地址。
选择堆栈指针MSP/PSP，更新堆栈指针SP，更新连接寄存器LR，更新 程序计数器PC。
高效的低延迟异常处理
NVIC 的寄存器以存储器映射的方式来访问
使能与除能寄存器
27页表 STM32各型号资源《STM32_选型指南》
16
2021/4/1
2.STM32系统架构
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2021/4/1
3.STM32F103VB资源
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4.STM32的启动配置 1.时钟选择与FLASH的等待周期
2.外部管脚配置
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2021/4/1
5.STM32的时钟
三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟 (SYSCLK)：
2007年6月ST宣布了她的第一款基于Cortex-M3并内嵌32K~128K闪存 的STM32微控制器系列产品。
Cortex-M3系列微处理器的主要特点如下： • Thumb-2 指令集架构（ISA）的子集。 • 哈佛处理器架构，在加载/存储数据的同时能够执行指令取指。 • 三级流水线。 • 32 位单周期乘法。 • 具备硬件除法。 • Thumb 状态和调试状态。 • 处理模式和线程模式。 • ISR 的低延迟进入和退出。 • 可中断-可继续的LDM/STM，PUSH/POP。 • ARMv6类型BE8/LE支持。 • ARMv6 非对齐访问。 • 分支预测功能
J-LINK
1.驱动安装 2.J-LINK下载HEX文件 3.MDK中下载
ISP
1.启动配置 2.ISP安装与使用 3.还原启动程序运行
STM32讲义
1.1 嵌入式系统概述－嵌入式系统定义
根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装 置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。从中可以看出嵌入式系统是软件 和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为 中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求的专用计算机系统。这个定义可从几方面来理解嵌入式系统：
开放性和标准性。
可靠性和稳定性。
安全性和保密性。
可扩展性和易维护性。
2.3 基于单片机的嵌入式系统设计－设计开发时的注意事项
一、合适并可扩展的平台选择 二、从参考设计开始 三、不要忽视板级支持包（BSP）或示例代 码 四、对电源管理予以充分考虑 五、考虑未来的升级需要
2.3 基于单片机的嵌入式系统设计－嵌入式系统设计方法（从单片机到单片系统的）
施工。
3、从实际情况出发，以需求为依据，总体规划，确
保系统的高度集成、总体优化、安全可靠。
4、系统充分考虑功能扩容性和技术升级性，适应当 代信息技术高速发展的要求，以求得最佳效果。
2.3 基于单片机的嵌入式系统设计－基于单片机的嵌入式系统设计基本原则与依据
可行性和适应性。
实用性和经济性。
先进性和成熟性。
2.2 基于单片机的嵌入式系统开发－嵌入式系统的特点
• 嵌入式系统通常是面向特定应用的。 • 嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗
stm32 教学大纲
stm32 教学大纲STM32教学大纲引言：在现代科技领域中，嵌入式系统的应用日益广泛，而STM32系列微控制器作为其中的佼佼者，具有高性能、低功耗、丰富的外设和易用性等优势，备受开发者的青睐。
为了更好地推广和普及STM32的应用，制定一份全面而系统的STM32教学大纲势在必行。
一、介绍STM32系列微控制器1. STM32系列微控制器的概述- STM32系列的起源和发展历程- STM32系列的产品线和分类- STM32系列的特点和优势2. STM32系列微控制器的硬件架构- 内核和处理器- 存储器系统- 外设接口和功能模块3. STM32系列微控制器的软件支持- 开发环境和工具链- HAL库和标准外设库- CMSIS和RTOS支持二、STM32编程基础1. 开发环境的搭建- STM32CubeIDE的安装和配置 - 开发板和调试器的选择与连接2. STM32项目的创建与配置- 新建STM32项目- 硬件资源的配置- 编译、下载和调试3. STM32的GPIO编程- GPIO的基本概念和功能- GPIO的初始化和配置- GPIO的输入和输出操作4. STM32的中断编程- 中断的基本概念和原理- 中断优先级和中断向量表- 中断的编写和处理三、STM32外设应用1. 定时器的应用- 定时器的基本原理和分类- 定时器的配置和使用- 定时器的中断和DMA应用2. 串口通信的应用- 串口通信的基本原理和协议 - 串口的初始化和配置- 串口的发送和接收数据3. ADC和DAC的应用- ADC和DAC的基本原理和工作模式 - ADC和DAC的初始化和配置- ADC和DAC的数据采集和输出4. PWM的应用- PWM的基本概念和原理- PWM的初始化和配置- PWM的输出和控制四、STM32高级应用1. 外部中断的应用- 外部中断的基本概念和工作原理- 外部中断的初始化和配置- 外部中断的应用案例2. DMA的应用- DMA的基本概念和工作原理- DMA的初始化和配置- DMA的应用案例3. USB的应用- USB的基本概念和工作原理- USB的初始化和配置- USB的应用案例4. 以太网的应用- 以太网的基本概念和工作原理- 以太网的初始化和配置- 以太网的应用案例五、STM32项目实践1. 基于STM32的LED控制系统设计- 系统需求和功能设计- 硬件电路设计和连接- 软件程序设计和调试2. 基于STM32的智能家居控制系统设计- 系统需求和功能设计- 硬件电路设计和连接- 软件程序设计和调试3. 基于STM32的机器人控制系统设计- 系统需求和功能设计- 硬件电路设计和连接- 软件程序设计和调试结语：通过本教学大纲的学习，学员将全面了解STM32系列微控制器的硬件架构和软件支持，掌握STM32的基础编程和外设应用，进一步了解STM32的高级应用和项目实践。
STM32入门
STM32入门第一章 STM32简介STM32系列32位闪存微控制器基于突破性的ARM Cortex™-M3内核，这是一款专为嵌入式应用而开发的内核。
STM32系列产品得益于Cortex-M3在架构上进行的多项改进，包括提升性能的同时又提高了代码密度的Thumb-2指令集，大幅度提高的中断响应，而且所有新功能都同时具有业界最优的功耗水平。
STM32系列产品的目的是为MCU用户提供新的自由度。
它提供了一个完整的32位产品系列，在结合了高性能、低功耗和低电压特性的同时保持了高度的集成性能和简易的开发特性。
现有四条产品线，如图所示，我们现在选择的是STM32F103，性价比相当高，也是目前市场上用量最大的STM32系列。
STM32的高性能得益于ARM的Cortex-M3内核，CM3作为ARM7的后继者，大刀阔斧地改革了设计架构。
从而显著地简化了编程和调试的复杂度，处理能力也更加强大。
除此之外，CM3还突破性地引入了很多时尚的甚至崭新的技术，专门满足单片机应用程序的需求。
比如，服务于“使命-关键”应用的不可屏蔽中断，极度敏捷并且拥有确定性的嵌套向量中断系统，原子性质的位操作，还有一个可选的内存保护单元。
Cortex-M3是一个 32位处理器内核。
内部的数据路径是 32位的，寄存器是 32位的，存储器接口也是 32 位的。
CM3 采用了哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行不悖。
这样一来数据访问不再占用指令总线，从而提升了性能。
为实现这个特性， CM3内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合优化过，并且它们可以并行工作。
但是另一方面，指令总线和数据总线共享同一个存储器空间（一个统一的存储器系统）。
换句话说，不是因为有两条总线，可寻址空间就变成 8GB了。
比较复杂的应用可能需要更多的存储系统功能，为此CM3提供一个可选的MPU，而且在需要的情况下也可以使用外部的 cache。
stm32课程教学大纲
stm32课程教学大纲一、课程简介1.1课程背景及意义1.2目标学生群体1.3教学目标二、嵌入式系统基础知识2.1嵌入式系统概念2.2嵌入式系统结构与分类2.3嵌入式系统的发展历程三、STM32介绍3.1 STM32系列概述3.2 STM32系列特点与应用领域3.3 STM32系列产品线介绍四、STM32开发环境搭建4.1开发工具介绍4.2 STM32开发环境配置4.3软件开发流程五、STM32硬件结构与外设5.1 STM32引脚分配与功能5.2 STM32核心结构5.3 STM32外设介绍及应用六、STM32固件库介绍6.1固件库特点与优势6.2固件库模块介绍6.3固件库的使用与调试技巧七、定时器与计数器7.1定时器与计数器概念7.2 STM32定时器与计数器配置7.3定时器中断与中断处理八、串行通信接口8.1串行通信接口种类与应用8.2 USART配置与使用8.3 SPI配置与使用8.4 I2C配置与使用九、模数转换器9.1模数转换器基础知识9.2 STM32模数转换器配置9.3模数转换器中断与DMA传输十、时钟控制与低功耗模式10.1时钟控制与配置10.2低功耗模式介绍10.3时钟与低功耗模式的应用十一、中断与异常处理11.1中断概念与分类11.2 STM32中断处理机制11.3异常处理与中断优先级十二、RTOS介绍与应用12.1实时操作系统介绍12.2 FreeRTOS基础知识12.3 FreeRTOS任务管理与互斥信号量十三、实战项目开发13.1项目需求分析与系统架构设计13.2项目模块开发与调试13.3项目测试与应用演示十四、课程总结与展望14.1课程总结14.2学生作品展示14.3 STM32未来发展趋势十五、实验环节15.1 STM32实验室介绍15.2实验项目安排与实施15.3实验结果分析与讨论以上为本课程的大纲内容，整个课程将分为理论课、实验课以及项目实践课程。
理论课主要讲解相关的理论知识，包括嵌入式系统基础知识、STM32介绍、硬件结构与外设、固件库介绍等内容。
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• 按存储器结构分（数据存储器、程序存储器）
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•
按处理器结构分
CISC、RISC ：复杂、精简指令处理器
•
按处理器功能分
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DSP/浮点运算协处理器 FPGA/CPLD
UART和IrDA
人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标
1.1.3 嵌入式系统的特点
主要有以下几个方面的特点（特征）
1、专用性强 2、系统精简（功能单一） 3、操作系统可有可无，内核小、实时性强 4、程序固化在存储器中 5、可靠性高 6、需要专门工具开发和环境 7、与被嵌入设备有机结合，生命周期长
1.1.4 嵌入式系统的应用
军事国防 消费电子
信息家电
工业
工控设备 智能仪表 汽车电子
军事电子
嵌入式系统 应用
网络设备 电子商务
智能玩具
通信设备 移动存贮
网 络
1.1.4 嵌入式系统的应用(3)
嵌入式系统的应用领域
• • • • • • • • 工业控制 仪器仪表 日常生活 科学研究 军事国防 航空航天 医疗卫生 文化教育 • • • • • • • • 广播电视 电信 网络 交通运输 水利 电力 农业 气象 等
1.1.4 嵌入式系统的应用(3’)
当前我国的主要应用领域
客户分布：主要在电信、医疗、汽车、 安全、工业控制和消费类等行业。 产品分布：主要在消费类电子、通信、 医疗、安全等行业。 其中在消费类电 子领域占最大的市场份额。 发展重点：移动多媒体、数字娱乐、 手机终端、汽车电子、医疗产品等，成 为嵌入式系统应用市场的发展重点。
1.1.4 嵌入式系统的应用
嵌入式系统应用及其广泛，只要是用电的设备， 都可以有嵌入式系统，对于日常生活用品，甚至 于不用电的设备也可能有嵌入式系统。
一、嵌入式技术无处不在
① 办公设备：复印机、传真机，PC机外围设备， 键盘、鼠标、U盘、显示器、Modem、打印机、 扫描仪等，含有数个甚至十数个嵌入式系统。 ② 消费类产品：如MP3、照相机、摄像机、PDA、 智能玩具，游戏机、学习机、网络家电、智能家 电、便携视频机、导航仪、车载视频音响、竞赛 设备、主持人设备等。
Sonos ZP80无线音响
嵌入式技术的应用－电视
高清电视 数字电视 立体显示技术 数字电视机顶盒
能输出 1080p 高画质 影像的 iPod Dock
投影机，家庭影院、教学
LG内置数字录像机的 LCD TV
嵌入式技术的应用－通讯设备
有计算机能力的各种通讯设备 路由器/交换机/防火墙等
1.1.2 嵌入式系统组成
粗略划分：
• 嵌入式处理器 • 外围设备
稍细划分：
• 嵌入式处理器 • 外围设备 驱动程序 嵌入式操作系统 应用接口 嵌入式应用软件
• • 嵌入式操作系统(可选) • • 嵌入式应用软件 • •
1.1.2 嵌入式系统的组成(2)
软 件 部 分 硬 件 部 分
应用层
应用程序 文件系统/图形用户应用程序接口
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助 操作机器和设备的装置”（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 可以看出此定义是从应用上、功能上考虑 的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还 可以涵盖机电等附属装置。
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嵌入式技术的应用－仪器仪表
手 持 仪 DCG (动态心电图仪) 便携式多参数监护仪 中医指套传感器脉象虚拟仪器 推拿手法测试仪 电动机故障状态监测保护系统
监 控 仪
嵌入式技术的应用－交通相关
汽车电子
– 处理器个数可达三位数 – 车载：娱乐、定位、导航 – 车控：ABS(防抱死系统)、 EBD(制动力分配控制)等 中国版月球车
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嵌入式技术的应用－PDA
个人信息助理 掌上电脑
Nokia 6110 四频 HSDPA / GPS 导航器
GPS导航器
Map-Star的GPS定位设备
PDA 手机 + GPS 导航＝ Dopod U1000，且支持SkyPE
华硕GPS导航器
第1章 嵌入式系统概述
主要内容
嵌入式系统简介 嵌入式微控制器 嵌入式操作系统 STM32嵌入式系统 的学习问题
1.1 嵌入式系统简介
主要内容
嵌入式系统定义 嵌入式系统组成 嵌入式系统特点 嵌入式系统应用 嵌入式系统分类 嵌入式系统发展
1.1.1 嵌入式系统定义
随着计算机技术、网络技术和微电子技术的快速 发展，人们进入了后PC时代，后PC时代是一个嵌 入式系统（Embedded System）的网络时代，嵌入 式技术将主宰后PC时代。 “嵌入式系统”实际上是“嵌入式计算机系统” 的简称。 对“嵌入式系统” 有各种不同的定义。
计算机应用领域的划分
服务器
服务器
桌面通用型
高端服务型
小 型 专 用 型
服务器
嵌入式Internet应用
后PC时代产品的蓬勃发展
1.1.4 嵌入式系统的应用(5)
嵌入式技术的应用－手机
普通手机 智能手机
– 与PDA结合
Nokia手机户外音响
Sony Ericsson超小型手机电 内置 DVB-H 移动电视手机
1.1.1 嵌入式系统定义(8)
二、单片机和嵌入式系统
单片机属于嵌入式系统，但功能不够强、 性能不够高，是一种不够完善的嵌入式系统。 把单片机归属于嵌入式系统，因此，嵌入 式系统已经有几十年的历史了。 单片机与嵌入式系统的区别，只有嵌入式 系统的部分结构和部分功能：
•
• •
单片机数据处理能力有限、处理速度有限，不 能够用于所有的嵌入式系统 单片机不使用操作系统 单片机无网络功能、无文件系统功能等
汽车电子：18个嵌入式控制模块、 CAN总线网络
军事国防领域
作战指挥系统：夜视扫描、 全球定位、指挥通信
航天领域
火星探路者--基于VXworks
1.1.4 嵌入式系统的应用(6)
二、从芯片和产品市场来看嵌入式 系统的应用
用于嵌入式系统设计与制造的CPU，每年 大概有10---20亿片。 • 据统计，每年只有2%左右的计算机芯片 用在台式PC或便携式电脑上的，而98%的 CPU或微控制器用在了嵌入式系统上。 • 每年大约有1万个新的嵌入式系统产品投 入生产，而且越来越多的系统需要复杂的嵌 入式操作系统。 •
数码相机 DV
嵌入式技术的应用－多媒体终端
IP电话 视频会议 可视电话
IP电话
网络视频电话
视频电话
语音识别电话
嵌入式技术的应用－家庭音响
引入计算机技术的音响
LG HD DVD/蓝光播放器
iPhone
Motorola支持M卡的 HD DVR 录像机
配备B&O与Core 2 Duo的P.Guerra家庭影院
1.1.1 嵌入式系统定义(3)
嵌入式系统三要素： 嵌入、专用、计算机
• 嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境 要求 • 专用性：软、硬件按对象要求设计、裁减
• 计算机：实现对象的智能化功能，是计算 机
1.1.1 嵌入式系统定义(5)
二、嵌入式系统的其它定义 1、IEEE（国际电气和电子工程师协会） 的定义
STM32 ARM讲义
第1章 嵌入式系统概述
Embedded System Overview
2015.3
STM32嵌入式系统课程内容
1、嵌入式系统概述 2、Cotex-M3微处理器 3、STM32微控制器基 本结构 4、STM32程序设计 5、GPIO原理及应用 6、EXTI原理及应用 7、USART原理及应用 8、定时器原理及应用 9、DMA原理及应用 10、ADC原理及应用 11、µ C/OSII嵌入式操 作系统基础 12、µ C/OSII内核机制 13、嵌入式系统综合 设计实例