本文是Sandeepin学习《STM32库开发实战指南》所做的笔记，主要方便自己以后上手STM32方便，因此很多东西点到为止，如果想正式学STM32，还是推荐直接买书看，看本笔记难免有知识漏洞。本文适合临时上手用STM32的新手，或者对STM32想做大致了解的朋友。部分资料参考了《STM32自学笔记》及网上诸多文章，这里不一一列举了。顺便说说，我用的板子是STM32F103ZET6，因此文中提到的文件配置及以后笔记中的例程均在此平台下跑通。

STM32学习笔记：简介及MDK入门

1 STM32基础

编程语言：C、C++、Java

嵌入式平台：ARM、MIPS、DSP

协议：USB、TCP/IP、SPI、I2C

操作系统：实时μC/OS、非实时Linux

STM32：Cortex-M3内核，有外设ADC、串口UART、定时器TIM等。

CMSIS标准(Cortex Microcontroller Software Interface Standard)，实际是新建了一个软件抽象层。

STM32库编程：Libraries文件夹下是驱动库的源代码及启动文件。

2 主要文件简介

  1. core_cm3.c文件：作用是为采用Cortex-M3核设计SoC的芯片商设计的芯片外设提供一个进入CM3内核的接口。

  2. system_stm32f10x.c文件：该文件的功能是设置系统时钟和总线时钟。我们还要通过CM3核的核内寄存器来对8M的时钟进行倍频、分频，或者使用芯片内部的时钟。所有的外设都与时钟的频率有关。

  3. stm32f10x.h文件：它包含了STM32中寄存器地址和结构体类型定义，在使用到STM32固件库的地方都要包含这个头文件。

  4. 启动文件：Libraries\CMSIS\Core\CM3\startup\arm文件夹下是由汇编语言编写的系统启动文件，不同的文件对应不同的芯片型号。文件名的英文缩写的意义如下： xl：超高密度（容量）产品，stm32f101/103系列。 hd：高密度产品，Flash大于128KB。 启动文件的作用：启动文件是任何处理器在上电复位之后最先运行的一段汇编程序。初始化堆栈指针SP。初始化程序计数器指针PC。设置堆、栈的大小。设置异常向量表的入口地址。配置外部SRAM作为数据存储器（这个由用户配置，一般的开发板没有外部SRAM）。设置C库的分支入口__main。

  5. STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹：Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹下有inc（include的缩写）和src（source的缩写）这两个文件夹，这都属于CMSIS的设备外设函数部分。如针对模数转换（ADC）外设，在src文件夹下有一个stm32f10x_adc.c源文件，在inc文件夹下有一个stm32f10x_adc.h头文件，若我们开发的工程中用到了STM32内部的ADC，则至少要把这两个文件包含到工程里。这两个文件夹中还有一个很特别的misc.c文件，这个文件提供了外设对内核中的NVIC（中断向量控制器）的访问函数，在配置中断时，我们必须把这个文件添加到工程中。

  6. stm32f10x_it.c和stm32f10x_conf.h文件：在库目录的Project\STM32F10x_StdPeriph_Template目录下，存放了官方的一个库工程模板，我们在用库建立一个完整的工程时，还需要添加这个目录下的stm32f10x_it.c、stm32f10x_it.h和stm32f10x_conf.h这三个文件。stm32f10x_it. c是专门用来编写中断服务函数的。stm32f10x_conf. h文件被包含进stm32f10x.h文件，是用来配置使用了什么外设的头文件，用这个头文件我们可以很方便地增加或删除上面Driver目录下的外设驱动函数库。

3 MDK入门：

新建工程教程：

MDK这里用的版本是V4.12，在新建工程文件夹中，新建5个文件夹，分别为USER、FWlib、CMSIS、Output、Listing。 USER用来存放工程文件和用户层代码，包括主函数main.c。 FWlib用来存放STM32库里面的inc和src这两个文件夹，这两个文件包含了芯片上的所有驱动，这两个文件夹下的文件我们不需要修改。 CMSIS用来存放库为我们自带的启动文件和一些位于CMSIS层的文件。 Output文件夹用来保存软件编译后输出的文件。 Listing用来保存编译后生成的链接文件。 把库\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver文件夹下的inc跟src这两个文件夹复制到FWlib文件夹中。 把库文件夹Project\STM32F10x_StdPeriph_Template下的main.c、stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.h和stm32f10x_it.c复制到USER目录下。 将库文件\Libraries\CMSIS\CM3文件夹下的全部文件复制到CMSIS文件夹中。Startup\arm里面把startup_stm32f10x_hd.s启动文件添加到我们的工程中。system.stm32f10x.h、system.stm32f10x.c、stm32f10x.h这几个位于CMSIS层的文件也是放到CMSIS文件夹中。 回到我们的工程中，选中Target右键选中Add Group选项新建4个组，分别命名为STARTCODE、USER、FWlib、CMSIS。 在STARTCODE组里面添加startup_stm32f10x_hd.s启动文件。 在USER组里面添加main.c和stm32f10x_it.c这两个文件。 【待补充】 在Define文本框里面添加两个宏定义：USE_STDPERIPH_DRIVER, STM32F10X_HD, 在建立工程时需要注意的是： 1）因为我们用的是ST官方的新版本库，与编译器自带的库会存在不兼容性，所以我们需要修改库的搜索路径。 2）这个工程我们是设置成软件仿真，如果是用开发板加J-LINK调试的话，还需要在开发环境中做修改。 #### 编译按钮说明： Translate按钮：就是编译当下修改过的文件，即检查一下有没有语法错误，既不链接库文件，也不会生成可执行文件。 Build按钮：就是编译当下修改过的工程，它包含了语法检查、链接动态库文件、生成可执行文件。 Rebuild按钮：即重新编译整个工程，与Build这个按钮实现的功能是一样的，但有所不同的是它是重新编译整个工程的所有文件，耗时巨大。 #### 下载方式： 1.J-LINK下载：MDK工具栏中的Load按钮就可将编译好的程序下载到开发板的Flash。 2.串口下载：1）给开发板供电（DC5V），拔掉J-LINK，插上串口线（注意是两头都是母的交叉线），接的是串口1，串口2是下载不了程序的，再将BOOT0接到VCC。 串口下载软件是mcuisp。 设置波特率为115200。可执行文件（hex文件）都在工程目录下Output这个文件下。 ### 4 流水灯例程分析 想要控制LED灯，当然是通过控制STM32芯片的I/O引脚电平的高低来实现。 在STM32芯片上，I/O引脚可以被软件设置成各种不同的功能，如输入或输出，所以又被称为GPIO（General-Purpose I/O）。 而GPIO引脚又被分为GPIOA、GPIOB、……、GPIOG不同的组，每组端口分为0～15共16个不同的引脚，对于不同型号的芯片，端口的组和引脚的数量不同。 控制LED的步骤就自然整理出来了： 1）GPIO端口引脚多——就要选定需要控制的特定引脚。 2）GPIO功能如此丰富——配置需要的特定功能。 3）控制LED的亮和灭——设置GPIO输出电压的高低。 要控制GPIO端口，就要涉及控制相关的寄存器。 寄存器可以分为以下4类，其功能简要概括如下： 1）配置寄存器：选定GPIO的特定功能，最基本的如选择作为输入还是输出端口。 2）数据寄存器：保存了GPIO的输入电平或将要输出的电平。 3）位控制寄存器：设置某引脚的数据为1或0，控制输出的电平。 4）锁定寄存器：设置某锁定引脚后，就不能修改其配置。 关于寄存器名称如GPIOx_CRL、GPIOx_CRH上的标号x，其取值可以为图中括号内的值（A……E），表示这些寄存器也跟GPIO一样，是分组的。 端口配置高寄存器（GPIOx_CRH）:其中x=A~E CNFy[1:0]位，其中 y=8~15：在输入模式时MODE=00： 00 模拟输入 01 浮空输入模式（复位后的状态） 10 上拉、下拉输入模式 11 保留 MODE>00时： 00 通用推挽输出模式 01 通用开漏输出模式 10 服用功能推挽输出模式 11 服用开漏输出模式 MODEy[1:0]位，其中y=8~15： 00 输入模式（复位后的状态） 01 输出模式，最大10MHz 10 输出模式，最大2MHz 11 输出模式，最大50MHz 举例说明对CRH寄存器的配置：当将GPIOx_CRH寄存器的第28至29位设置为参数“11”，并将第30至31位设置为参数“00”时，则把x端口第15个引脚的模式配置成了“输出的最大速度为50MHz的通用推挽输出模式”， 端口位设置、清除寄存器（GPIOx_BSRR）,其中x=A~E: 位数31~16：清除端口x的位，0表示对应位不产生影响。1表示清除对应位为0。 位数15~0：设置端口x的位，0表示对应位不产生影响。1表示设置对应位为1。 同时设置了清除、设置，设置优先。 例如：对x端口的寄存器GPIOx_BSRR的第0位（BS0）进行写1，则x端口的第0引脚被设置为1，输出高电平，若要令第0引脚再输出低电平，则需要向GPIOx_BSRR的第16位（BR0）写1。 地址映射： Cortex-M3有32根地址线，所以它的寻址空间大小为2^32 bit=4 GB。ARM公司设计时，预先把这4 GB的寻址空间大致地分配好了。它把从0x40000000至0x5FFFFFFF（512 MB）的地址分配给片上外设。 以后我们写代码的时候，如果要修改GPIO的寄存器，就可以用如下的方式来实现。 GPIO_TypeDef*GPIOx；//定义一个GPIO_TypeDef型结构体指针GPIOx GPIOx=GPIOA；//把指针地址设置为宏GPIOA地址 GPIOx-＞CRL=0xffffffff；//通过指针访问并修改GPIOA_CRL寄存器 但这只是库开发的皮毛，而且实际上我们并不是这样使用库的，库为我们提供了更简单的开发方式。 ### 5 STM32的时钟系统 STM32芯片为了实现低功耗，设计了一个功能完善但却非常复杂的时钟系统。普通的MCU一般只要配置好GPIO的寄存器就可以使用了，但STM32还有一个步骤，就是开启外设时钟。 从时钟频率来说，又分为高速时钟和低速时钟，高速时钟是提供给芯片主体的主时钟，而低速时钟只是提供给芯片中的RTC（实时时钟）及独立看门狗使用。从芯片角度来说，时钟源分为内部时钟与外部时钟源，内部时钟是由芯片内部RC振荡器产生的，起振较快，所以时钟在芯片刚上电的时候，默认使用内部高速时钟。而外部时钟信号是由外部的晶振输入的，在精度和稳定性上都有很大优势，所以上电之后我们再通过软件配置，转而采用外部时钟信号。 STM32有以下4个时钟源： 1）高速外部时钟（HSE）：以外部晶振作为时钟源，晶振频率可取范围为4～16 MHz，我们一般采用8 MHz的晶振。 2）高速内部时钟（HSI）：由内部RC振荡器产生，频率为8 MHz，但不稳定。 3）低速外部时钟（LSE）：以外部晶振作为时钟源，主要提供给实时时钟模块，所以一般采用32.768 kHz。配套STM32实验板上用的是32.768 kHz、6p负载规格的晶振。 4）低速内部时钟（LSI）：由内部RC振荡器产生，也主要提供给实时时钟模块，频率大约为40 kHz。 GPIO外设是挂载在APB2总线上的，APB2的时钟是APB2预分频器的输出，我们就可以得到GPIO外设的时钟也等于HCLK，即72 MHz。 与我们开发密切相关的时钟： 1）SYSCLK：系统时钟，是STM32大部分器件的时钟来源。 2）HCLK：提供给用于 ARM920T，存储器控制器，中断控制器，LCD 控制器，DMA 和 USB 主机模块的 AHB总线的时钟。 未完待续……

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