STM32入门培训 STM32入门培训

大家好，非常高兴能跟大家一起聊一聊STM32。

本次培训呢，主要是介绍一些概念，不做深入的探讨。

内容比较多，讲的可能会有点快。

本次内容主要分为5个部分。

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首先简单介绍一下STM32

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STM32有什么应用呢？我学了它能干什么呢？

作为微控制器，需要控制的地方，基本都可以用上。

比如智能家居、智慧农业、工厂自动化这些，都可以使用STM32作为主控制器或者辅助控制器。

我们实验室做的小车和无人机的主控芯片，包括以后读研，有些实验室做嵌入式的，也是用的他。

所以我们要想进实验室，就要先学会用它。

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再来看一下为什么要叫他STM32。ST是意法半导体公司的名称，M是Microelectronics的缩写，32表示的是32位，另外还有8位的。所以STM32是指：由意法半导体公司(ST)推出的32位微控制器。

针对不同的应用需求，STM32系列又分为M1、M3、M4等内核。比如M0最大特点是低功耗的设计；而如果要驱动10寸左右的显示屏，可能就需要上M4了。

我们接下来要用的STM32F1系列是基于M3的，。

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STM32有很多不同型号的产品，大概了解一下他的命名规则还是很有必要的。

不看图上的型号，以我们要用的STM32F103ZET6来看。

F是基础级，103是主流入门级，Z是144引脚，E是闪存512Kb，T是QFP封装，6是温度范围-40到85度。后面的就不用管了。

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下面围绕我们用的F1，简单介绍一下他的外设和功能

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我们用的应该还是F103ZET6的芯片，他的主频是72M，主频越高，处理速度越快。

FLASH，就是前面说的闪存，是512K字节，用来存烧录的代码。

RAM是64K字节，暂时存储程序、数据和中间结果。

有112个IO引脚。

8 2个定时器。

ADC/DAC的通道数也挺多。

3个SPI接口、2个I2S接口、2个I2C接口、5个UART接口。

1个SDIO接口，用于外接SD卡。

1个FSMC接口，用于驱动屏幕。

1个USB接口。

作为主流级的芯片，这些功能已经能满足日常大部分的需求了。而且很便宜，一块这个芯片才8块钱。

接下来，我们再分别简单介绍一下其中我们会用到的功能，让大家有个初步印象。

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首先当然是介绍一下最最基础的GPIO。

GPIO是CPU与外部世界交换信息的大门，不管是多么复杂的通信，都得依靠于GPIO。

通过GPIO，我们可以实现很多功能，比如我们可以通过控制电平高低来点灯。

产生方波来控制舵机。

通过约定的协议，可以传输数据。

等等。

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GPIO有A~F组，每组有16个IO，不过具体可用数量还要看芯片的封装。

为了提高GPIO的效率，STM32支持引脚的复用，就是某个引脚既可以配置为A功能，也可以用作B功能。

所以当我们需要使用某一个功能的时候，最好先去看一下引脚复用表。怎么去找后面再说。

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中断是一个非常重要的东西，任何外设都可以产生中断。

好比你在写作业，有人来问你问题，你解答完他的问题后，就继续写你的作业了。

具体怎么看有哪些中断，后面再说。

中断还有优先级，比如有两个人同时问你问题，你选择先解答跟你关系更好一些的那个人的问题。

其中，抢占优先级高的会打断优先级低的。

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定时器也是一个很常用的东西，除了可以简单地定期产生中断，还可以被用于：测量输入信号的脉冲长度、产生输出波形(如驱动电机的PWM波)等。

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程序处理的都是离散的数字信号。真实世界的模拟信号，例如温度、压力、声音或者图像等，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。模/数转换器可以实现这个功能。

ADC是将模拟信号转为数字信号，DAC是将数字信号转为模拟信号。

看这个小人，我们说话的声音是模拟信号，通过ADC转为数字信号后存储起来，再通过DAC转为模拟信号后播放出来。

STM32F103ZET6 拥有12位ADC，是一种逐次逼近型模拟数字转换器，使用起来也很方便。

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DMA能进行高效数据传输，因此在通信数据量大的时候非常有用，比如SD卡的读写、屏幕显示、大量数据传输。

DMA传输方式无需CPU直接控制传输，因此不占用CPU时间。传输完成后通过中断告诉CPU。能大大提高程序的效率和灵活性。

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F1芯片上有很多通信接口，我们看几个比较常用的。

UART可以说是接触的最多的了，只需三根线即可实现全双工通信。使用最方便，但速率低，抗干扰能力差。在平时写代码时候，我们会通过串口连接32和电脑，并将调试信息输出到电脑上。或者小车在跑的时候不好连线，就插上一个串口蓝牙模块，然后手机连接蓝牙模块就可以看数据了。

SPI相比于UART的速度更高，最大支持45Mbit/s。当有多个 SPI 设备与 MCU 相连时，通过SS片选信号线进行选择。很多小的TFT屏幕用的就是SPI。

I2C是简单的双向两线总线，通过不同的地址识别不同的设备。只要遵循协议，我们可以用普通IO去模拟I2C。I2C支持数据速率 400 Kbit/s 的标准模式和1Mbit/s 的快速模式。屏幕的触摸驱动就是用的I2C。

I2S是音频总线，专门用于传输音频信号。它可以看做是SPI的扩展，所以跟SPI差不多。

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STM32的内容非常多，下面介绍一下学习路线。但每个人喜欢的学习方法不一样，这里仅供大家参考。

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STM32的编译器是支持汇编、C和C 编写的。

汇编的效率更高，C 更高级。但我们一般都是用简单易用上手快C语言。

所以我们在开始学STM32之前，第一步首先要学一下C语言的基础语法。

网上可以搜“C语言菜鸟教程”，基本上按着教程学到指针、结构体，就差不多可以来学32了，其他的用到了再学也可以。

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熟悉C语言后，就可以进入STM32的学习了。

首先要把环境准备好。

软件方面：

安装keil编译器，装完要用注册机破解一下。

下一个串口调试助手，后面在开发过程中要看板子print的调试信息

硬件方面：

准备一块F103ZET6的最小系统开发板，最小系统就是硬件最小，指保证系统能正常运行的最小外围电路。

准备一个STLINK烧录器，程序写完烧录到板子里面少不了他。

使用USB转TTL模块连接STM32的USART和电脑，就能在串口调试助手上显示信息了。

杜邦线这个用来连接引脚的也是必不可少的。

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然后我们可以去教程了，我们选正点原子的教程，当然也可以选野火的。

教程也分寄存器版和库函数版。库函数就是对寄存器的封装，能加快开发速度，增加代码可读性，建议大家直接看库函数版，学会之后再根据兴趣去了解寄存器版。

教程一定要好好看，要对着教程手敲一遍代码，不能光看。只看不练是记不住的。

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教程内容这么多，我们可以不用全学。针对实验室要用到的知识，先掌握其中一部分即可。

比如要做平衡车，可以先学会以上这些内容。掌握之后再去看其他的。

最后，要把所学的知识结合起来，做一个综合实践。

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既然与硬件接触，我们之后可能会经常遇到原理图。

不需要你会画原理图，但必须要看得懂原理图，知道引脚怎么对应。

比如这些蓝牙接口、串口接口，要知道对应到开发板上怎么去接。

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任何单片机，必定是靠时钟驱动的，时钟就是单片机的动力，通过时钟树，我们可以知道，各种外设的时钟是怎么来的？有什么限制？从而理清思路，方便理解。

比如通过时钟树，我们就能知道，某个定时器的频率是多少，I2S挂载在哪条时钟总线上。

所以我们要看得懂时钟树，能理解时钟树。

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然后是扩展阅读。

《STM32中文参考手册》是ST出的官方资料，有STM32的详细介绍，包括了STM32的各种寄存器定义以及功能等。而《Cortex-M3权威指南》则是对《STM32中文参考手册》的补充。

大家在学习之余，可以随手读一读这两本书。因为这两本书干货满满，有些同学可能看不下去，而且看了就忘。所以可以前面学完之后再来看这个，或者结合前面学的内容，再看一看这两本书对应的章节，会对STM32有更深的理解。

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写代码过程中，难免会遇到bug，或不知道怎么写的情况，那我们应该怎么办呢？这里简单介绍几个方法。

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第一点，我们可以查阅一下教程，现在比较大的两家是正点原子和野火，他们的内容差不多。

教程内基本包括了大部分应用场景，并提供了代码例程。可以借鉴一下他们的代码。

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数据手册是有关产品技术特征的说明，包括产品的基本配置(如内置Flash和RAM的容量、外设模块的种类和数量等)，管脚的数量和分配。

比如想知道GPIO的功能分配情况，就可以查一下这个文档。

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每个外设驱动都由一组函数组成，这组函数覆盖了该外设所有功能。固件库使用手册介绍了外设的所有函数，当想使用某个外设，但不知道有哪些函数以及它的用法的时候，可以查阅它。

技术手册是有关如何使用该产品的具体信息，包含各个功能模块的内部结构、所有可能的功能描述、各种工作模式的使用和寄存器配置等详细信息。 如果对某个函数原理不理解，或者想了解底层实现的话，可以查阅它。

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第四点，这应该是我们最常用到的方法了，遇到问题，直接复制错误去百度谷歌搜。

如果运气好，有前人也遇到过的话还好；如果翻了好久都没找到类似的，就比较烦躁了。

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谷歌要VPN翻墙的，一般校园网也支持ipv6，通过ipv6也能达到翻墙的效果。

如果不行的话，那就用VPN软件吧。

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如果直接搜搜不到的话，可以到正点原子或者野火的论坛上去找一找，或者发帖问一下。

不过按我的经验，发帖的好少有回的，大部分人都是去发帖问的。

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如果之前你不好意思问别人，可以自己搜索。

但如果都到这步了还没解决，那就问问同学呗，可能他们正好也遇到过还解决了呢。

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这里还有一个方法，可以淘宝上问正点原子或者野火旗舰店的客服，他们都有专门的技术支持客服。

你用的谁家的例程，就找哪家的。将问题描述详细，例程是他们写的，他们会比较懂一些。

在论坛上发帖，可能是网友回复；而淘宝咨询，则是直接对应开发人员。

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一个篱笆三个桩，最后我再向大家推荐一些我觉得挺好用的，可以提高学习效率的工具

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不知道大家平时记笔记用的什么软件，用word吗还是记事本。我相信如果你用了Markdown，就会爱上他的。markdown通过简单地语法，就能让你的笔记非常的好看。而Typora是我用过的最好用的免费的markdown编辑软件。

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Typora虽然好用，但它的图片保存在本地，将md文件分享给他人后，就没法显示了。

通过PicGo Typora Gitee方式，可以自动将图片上传到码云保存，解决了上述问题。

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我们可能实验室有一台电脑，宿舍有一台电脑，这两台电脑之间经常要共享一些文件。比如实验室电脑上做得笔记，我想在笔记本上也保存一份。最简单的方法是用U盘拷贝，但还有更简单的方法。

使用坚果云同步软件，多台电脑上登录同一个账号，并指定存放的路径，坚果云就会自动同步文件。不过免费版每个月有流量限制，但对于平时同步笔记来说足够了。

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在学习过程中看英文文章是不可避免的，但对于我这个英语渣渣来说就很头疼。

网易有道词典提供了截屏翻译和划词翻译，可以很方便地翻译英文段落。

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感兴趣的同学还可以看一下这个。

Git 是一个开源的分布式版本控制系统，用于敏捷高效地处理任何或小或大的项目。

简单应用就是，比如你有一个txt文件通过Git提交了，然后往txt里增删了一些内容，后来你发现删错了想改回去，就可以通过Git指令，回退到上一个版本。

我们写代码时候，有时候想增加一个功能，但又怕把工程搞坏了，就会复制一份新工程，在新工程上如果改完发现出错了，还能有备份。通过Git的话，就不用每次都复制了，直接通过指令操作。

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对于新功能，我们一般不直接上来就敲代码，而是先画好流程图，最后再根据流程图写代码。

通过流程图，能更容易得发现漏洞。一般都是用visio，但其他几款也不错。

亿图比visio有更多的图标，做出来的图很好看。但是是收费的，可以找破解版。

XMind是思维导图，可以用来理清思路、搞清关系。

draw.io是一款开源的绘制流程图的工具，拥有大量免费素材和模板。效果不比visio差。

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以上就是本次培训的所有内容了，谢谢大家。

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