stm32系列介绍

STM32系列划分
• STM32系列从内核上分，可分为：Cortex-M0/-M0+、Cortex-M3、 Cortex-M4，以及Cortex-M7。
• STM32系列从应用上分，大体分为：超低功耗型、主流型、高性能型。
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STM32系列通用资源
•通信外设：USART、SPI、I2C; •定时器：Multiple general-purpose timers; •直接内存存取：Multiple DMA; •看门狗和实时时钟：2x watchdogs、RTC; •PLL和时钟电路：Integrated regulator PLL and clock circuit; •数模转换：Up to 3x 12-bit DAC; •模数转换：Up to 4x 12-bit ADC(Up to 5 MSPS); •振荡器：Main oscillator and 32KHz oscillator; •内部振荡器：Low-speed and High-speed internal RC oscillator; •工作温度：-40 to +85 °C and up to 125 °C operating temperature range; •低电压：Low voltage 2.0 to 3.6 Vor 1.65/1.7 to 3.6 V(depending on series); •内部温度传感器：Temperature sensor;
为了解决不同的芯片 厂商生产的Cortex微 控制器软件 的兼容性 问题，ARM与芯片厂 商建立了CMSIS标准 (Cortex MicroController Software Interface Standard)。
CMSIS标准
CMSIS标准中最主要的是
•所谓CMSIS标准，实际是新建了一个软件抽象层。 CMSIS核心层，它包括了：
STM32开发环境 IAR
•IAR 对比于MDK 来说,有一个比较明显的优点，那就是编译速度比MDK 快一点, 这对于急性子的人来说，是个相当不错的选择。毕竟学习单片机的人，都了解 KEIL51，所以使用MDK自然就更容易上手。
J-LINK在IAR下调试STM32
•IAR对J-LINK 可以说是完美地支持的。设置上比较简单：直接选J-Link/J-Trace， 一般地，也会把Run To 的勾勾打上，代表程序一开始自动运行到main函数部分 就停下。
STM32 库开发
•所谓库函数，就是STM32的库文件中为我们编写好的函数接口，我们只要调用 这些库函数，就可以对STM32进行配置，达到控制目的。我们可以不知道库函 数是如何实现的，但我们调用函数必须要知道函数的功能、可传入的参数及其意 义、和函数的返回值。
•下图是stm32的库帮助文档
STM32开发环境 ISP下载
STM32 串口下载与JLINK下载对比
• 串口下载
• 优点：速度快，下载稳定，特别是下载大型程序的时候。如果你的板子用的 的MAX3232或者是CH340国产的片子的话，则没有这个优点。 • 缺点：不能够在线调试。程序不能在线调试的话在开发阶段非常难受！
• JLINK下载
•综上：当我们编辑好我们的程序之后，只需要用第二个Build 按钮就可以，既方 便又省时。第一个跟第三个按钮用的比较少。
STM32开发环境 MDK 下载
•点击MDK工具栏中的Load 按钮就可将编译好的程序下载到开发板中。
STM32 库开发
• 在51单片机的程序开发中，我们直接配置51单片机的寄存器，控制芯片的工 作方式，如中断，定时器等。配置的时候，我们常常要查阅寄存器表，看用到哪 些配置位，为了配置某功能，该置1还是置0。这些都是很琐碎的、机械的工作， 因为51单片机的软件相对来说较简单，而且资源很有限，所以可以直接配置寄存 器的方式来开发。
•STM32F0：入门级别的MCU，扩展了8-/16-位处理器的世界；Cortex®-M0内核； 16KB到256KB的Flash；
STM32系列 超低功耗系列
•STM32L4：优秀的超低功耗性能，Cortex®-M4内核，128KB到1MB的Flash；
•STM32L1：经过市场验证并得出答案的32位应用的类别；Cortex®-M3内核； 32KB到512KB的Flash；
内核函数层：其中包含用于访问 内核寄存器的名称、地址定义， 主要由ARM公司提供。 设备外设访问层：提供了片上的 核外外设的地址和中断定义，主 要由芯片生产商提供。
可见CMSIS层位于硬件层 与操作系统或用户层之间，提供 了与芯片生产商无关的硬件抽象 层，可以为接口外设、实时操作 系统提供简单的处理器软件接口， 屏蔽了硬件差异，这对软件的移 植是有极大的好处的。STM32 的库，就是按照CMSIS标准建立 的。
STM32库是由ST公司针对STM32提 供的函数接口，即API (Application Program Interface)，开发者可调用这 些函数接口来配置STM32的寄存器，使 开发人员得以脱离最底层的寄存器操作， 有开发快速，易于阅读，维护成本低等 优点。
实际上，库是架设在寄存器与用户 驱动层之间的代码，向下处理与寄存器 直接相关的配置，向上为用户提供配置 寄存器的接口。库开发方式与直接配置 寄存器方式的区别。
STM32 库和寄存器开发对比
• 对于STM32，因为外设资源丰富，带来的必然是寄存器的数量和复杂度的增 加，这时直接配置寄存器方式的缺陷就突显出来了： •1) 开发速度慢 •2) 程序可读性差 •这两个缺陷直接影响了开发效率，程序维护成本，交流成本。库开发方式则正 好弥补了这两个缺陷。 •而坚持采用直接配置寄存器的方式开发的程序员，会列举以下原因： •1) 更直观 •2) 程序运行占用资源少
野火秉火STM32开发板
正点原子 STM32开发板
•网络上的STM32学习板配置更强拥有更多的外设，更多的 功能。特别是对于初学者特别重要的学习资料非常齐全，如 配套教学视频、PDF文档、配套例程等。还配有论坛，可以 在论坛里发帖提问相互交流。
STM32开发环境 Jlink
•J-Link 是SEGGER 公司为支持仿真ARM 内核芯片推出的JTAG 仿真器。配合 AREWARM ， ADS ， KEIL ， WINARM ， RealView 等集成开发环境支持所有 ARM7/ARM9等内核芯片的仿真，通过RDI 接口和各集成开发环境无缝连接，操 作方便、连接方便、简单易学，是学习ARM 最好最实用的开发工具。 •* 最高JTAG 速度12 MHz * 目标板电压范围1.2V – 3.3V •* 自动速度识别功能* 监测所有JTAG 信号和目标板电压 •* 完全即插即用 •* 使用USB 电源（有些型号可以对目标板供电）
CMSIS标准
•我们知道STM32的内核是ARM公司设计的处理器体系架构。ARM公司并不生产 芯片，而是出售其芯片技术授权。ST公司或其它芯片生产厂商如TI，负责设计的 是在内核之外的部件，被称为核外外设或片上外设、设备外设。如芯片内部的模 数转换外设ADC、串口UART、定时器TIM等。内核与外设，如同PC上的CPU与 主板、内存、显卡、硬盘的关系。
STM32开发环境 MDK
• MDK是一个集代码编辑，编译，链接和下载于一体的集成开发环境（KDE）。 MDK这个名字我们可能不熟悉，但说到KEIL，学过51单片机的就再熟悉不过了。 在KEIL被ARM公司收购之后就改名为MDK了，所以学过51的话就比较容易上手。
STM32开发环境 MDK 编译
•STM32L0：完美符合8-/16-位应用而且超值设计的类别；Cortex®-M0+内核； 16KB到192KB的Flash。
Cortex-M系列总对比
指令集
Cortex-M各系列内核性能比较
Cortex-M各系列内核性能比较
主流的STM32学习板
STM32 DISCOVERY
STM32 DISCOVERY套件是ST公司官 方出品的开发板，它带有必要的硬件电 路，可演示特定的设备特性，并且拥有 全面的软件例程适合初学者学习。
• 优点：可以在线调试，开发一大利器，必不可少。有JLINK，犹如倚天屠龙在 手。要想提高自己的编程能力，学会调试是你永远绕不过去的坎。 • 缺点：正版JLINK价格昂贵，动辄上千，但是国内已经破解了JLINK里面的固 件，生产出了山寨的JLINK，便宜又好用，价格在百元以内。
•强烈推荐使用JLINK来调试stm32，省心高效！
•第一个按钮：Translate 就是翻译当下修改过的文件，说明白点就是检查下有没 有语法错误，并不会去链接库文件，也不会生成可执行文件。
•第二个按钮：Build 就是编译当下修改过的文件，它包含了语法检查，链接动态 库文件，生成可执行文件。
•第三个按钮：Rebuild 重新编译整个工程，跟 Build 这个按钮实现的功能是一样 的，但有所不同的是它编译的是整个工程的所有文件，耗时巨大。
STM32系列 高性能系列
•STM32F7：极高性能的MCU类别，支持高级特性；Cortex®-M7内核；512KB 到1MB的Flash；
•STM32F4：支持访问高级特性的高性能DSP和FPU指令；Cortex®-M4内核； 128KB到2MB的Flash；
•STM32F2：性价比极高的中档MCU类别；Cortex®-M3内核；128KB到1MB的 Flash；
STM32开发环境 ISP下载
•这是最原始的烧写方式,插个串口就可以。当然,在ISP之前，还需要硬件跳线让 CPU进入ISP状态。
•USR代表程序从用户FLASH 上启动 •ISP则为进入芯片下载状态 •RAM 代表程序从RAM 中运行
*只有ISP 方式下载代码才需要跳线，其余使用J-LINK 的调试和下载方式，跳线 都应该在USR上！
STM32系列 主流型系列
•STM32F3：升级F1系列各级别的先进模拟外设；Cortex®-M4内核；16KB到 512KB的Flash；
•STM32F1：基础系列，基于Cortex®-M3内核；16KB到1MB的Flash；这是当前 最热门的STM32系列，应用广泛，学习资料、学习板非常多，推荐初学者使用 这款单片机学习；
STM32 32-bit ARM Cortex MCUs 概述
STM32系列32位微控制器，基于ARM® Cortex®-M处理器。它能支持32位广泛的应用， 支持包括高性能、实时功能、数字信号处理，和 低功耗、低电压操作，同时拥有一个完全集成和 易用的开发。
以STM32为应用的产品线非常广泛，是由于 其基于工业标准的内核、有大量的工具和软件作 支持，使该系列芯片成为众多产品的理想选择， 不管是小终端，还是一个大型的平台。