嵌入式技术与应用开发项目教程(STM32版)习题答案

嵌入式技术与应用开发项目教程（STM32版）习题答案

项目一LED控制设计与实现

1-1 嵌入式系统是如何定义的？

嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。

目前，国内普遍认同的嵌入式系统定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，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。

1-2 嵌入式系统具有哪些特点？

嵌入式系统具有以下几个显著特点：

（1）嵌入式系统是面向特定应用；

（2）软件要求固态化存储；

（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性；

（4）嵌入式系统的生命周期较长；

（5）嵌入式系统开发需要开发工具和环境。

1-3 ARM Cortex-M3处理器是哪几个部分组成？

嵌入式系统一般是由嵌入式处理器、存储器、输入输出和软件（嵌入式设备的应用软件和操作系统是紧密结合的）等4部分组成。

1-4 简述STM32F103系列产品的命名规则。

STM32F103系列产品的命名规则，是按照“STM32F103XXYY”格式来命名的，具体含义如下：

（1）产品系列：STM32是基于ARM Cortex-M3内核设计的32位微控制器；

（2）产品类型：F是通用类型；

（3）产品子系列：101是基本型、102是USB基本型（USB全速设备）、103是增强型、105或107是互联型；

（4）引脚数目（第一个X）：T是36脚、C是48脚、R是64脚、V是100脚、Z是144脚；

（5）闪存存储器容量（第二个X）：4是16K、6是32K、8是64K、B是128K、C是256K、D是384K、E是512K；

（6）封装（第一个Y）：H是BGA、T是LQFP、U是VFQFPN、Y是WLCSP64；

（7）温度范围（第二个Y）：6是工业级温度范围-400C~850C、7是工业级温度范围-400C~1050C。

1-5 简述STM32固件库开发与寄存器开发的关系。

ST公司推出的官STM32固件库，固件库将这些寄存器的底层操作，都封装起来，提供一整套接口（API）供开发者调用。在大多数场合下，你不需要去知道操作的是哪个寄存器，你只需要知道调用哪些函数即可。

1-6 论述STM32固件库与CMSIS标准之间关系。

（1）STM32固件库就是函数的集合，固件库函数的作用是向下负责与寄存器直接打交道，向上提供用户函数调用的接口（API）。

（2）ARM公司和芯片生产商共同提出了一套标准CMSIS标准（Cortex Microcontroller Software Interface Standard），既“ARM Cortex™微控制器软件接口标准”。CMSIS分为核内外设访问层、中间件访问层和外设访问层3个基本功能层。

ARM是一个做芯片标准的公司，它负责的是芯片内核的架构设计，而TI、ST这样的公司，并不是做标准的，只是一个芯片公司，他们是根据ARM公司提供的芯片内核标准设计自己的芯片。

任何一个做Cortex-M3芯片，他们的内核结构都是一样的，只是在存储器容量、片上外设、端口数量、串口数量以及其他模块上有所区别，这些资源他们可以根据自己的需求理念来设计。同一家公司设计的多种Cortex-m3内核芯片的片上外设也会有很大的区别，比如STM32F103RBT和STM32F103ZET在片上外设上就有很大的区别。

ST官方库（STM32固件库）就是根据这套CMSIS标准设计的。

（3）CMSIS向下负责与内核和各个外设直接打交道，向上提供实时操作系统用户程序调用的函数接口。

如果没有CMSIS 标准，那么各个芯片公司就会设计自己喜欢的风格的库函数，而CMSIS 标准就是要强制规定，芯片生产公司设计的库函数必须按照CMSIS这套规范来设计。

（4）CMSIS还对各个外设驱动文件的文件名字规范化、函数的名字规范化等一系列规定。

比如，GPIO_ResetBits函数，这个函数名字也是不能随便定义的，是要遵循CMSIS规范的。

又如，在我们使用STM32芯片时，首先要进行系统初始化，CMSIS就规定系统初始化函数名必须为SystemInit，所以各个芯片公司写自己的库函数时，就必须用SystemInit对系统进行初始化。

1-7 STM32固件关键子目录有哪些？其功能是什么？

STM32固件库关键子目录主要有Libraries和Project子目录。

（1）Libraries里面有CMSIS子目录和STM32F10x_StdPeriph_Driver子目录，这2个子目录包含固件库核心的所有子文件夹和文件，主要包含大量的头文件、源文件和系统文件，是开发必须使用的。

（2）Project里面有STM32F10x_StdPeriph_Examples和STM32F10x_StdPeriph_Template 子目录。

STM32F10x_StdPeriph_Examples子目录存放的是ST官方提供的固件实例源码，包含了几乎所有STM32F10x外设的使用详细源代码。在以后的开发过程中，可以参考修改这个官方提供的实例，来快速驱动自己的外设。很多开发板的实例，也都参考了官方提供的例程源码，这些源码对以后的学习非常重要。

STM32F10x_StdPeriph_Template子目录存放的是工程模板。

1-8 STM32固件关键文件有哪些？

STM32固件的关键文件主要存放在Libraries子目录下。

（1）core_cm3.c和core_cm3.h文件

是位于\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport子目录下面的，分别是内核访问层的源文件和头文件，提供进入M3内核接口。是由ARM公司提供的CMSIS核心文件，对所有CM3内核的芯片都一样，永远都不需要修改这个文件。

（2）STM32F10x子目录的3个文件

在STM32F10x子目录下面有3个文件：system_stm32f10x.c、system_stm32f10x.h以及stm32f10x.h文件，是外设访问层的源文件和头文件。

（3）启动文件

在STM32F10x子目录下面还有一个startup子目录，这个子目录里面放的是启动文件。启动文件主要是进行堆栈之类的初始化、中断向量表以及中断函数定义，还要引导进入main 函数。