代码收藏家技术教程 2024-03-11

STM32基础入门：初识STM32开发

什么是 STM32

对于STM32，从字面意思上来理解，ST是意法半导体，M是Microelectronics的缩写，其中32表示的是32位，那么整合起来理解就是：STM32就是指的ST公司开发的32位微控制器。在如今的32位控制器中，STM32可以说是最闪耀光彩夺目的新星，所以也造就了STM32被现在的大多数工程师以及市场所青睐，对它是宠爱有加啊！
STM32系列基于专门要求高性能，低成本，低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M0，Cortex-M1，Cortex-M3，Cortex-M4，Cortex-M7等。其中Cortex-M0主打的是低功耗和混合信号的处理，M3主要用来替代ARM7，重点侧重能耗和性能的均衡，而M7则重点放在高性能控制运算领域。

STM32 诞生的背景

51 是嵌入式学习中一款入门级的精典 MCU，因其结构简单，易于教学，且可以通过串口编程而不需要额外的仿真器，所以在教学时被大量采用，至今很多大学在嵌入式教学中用的还是 51。51 诞生于 70 年代，属于传统的 8 位单片机，如今，久经岁月的洗礼，既有其辉煌又有其不足。现在的市场产品竞争越来越激烈，对成本极其敏感，相应地对 MCU 的性能要求也更苛刻：更多功能，更低功耗，易用界面和多任务。面对这些要求，51 现有的资源就显得得抓襟见肘。所以无论是高校教学还是市场需求，都急需一款新的 MCU 来为这个领域注入新的活力。基于这样的市场需求，ARM 公司推出了其全新的基于 ARMv7 架构的 32 位Cortex-M3 微控制器内核。紧随其后，ST（意法半导体）公司就推出了基于Cortex-M3 内核的 MCU—STM32。STM32凭借其产品线的多样化、极高的性价比、简单易用的库开发方式，迅速在众多 Cortex-M3 MCU 中脱颖而出，成为最闪亮的一颗新星。STM32 一上市就迅速占领了中低端 MCU 市场，受到了市场和工程师的无比青睐，颇有星火燎原之势。

STM32 能做什么

STM32的优势：
1）极高的性能：主流的Cortex内核。
2）丰富合理的外设，合理的功耗。
3）强大的软件支持：丰富的软件包。
4）全面丰富的技术文档。
5）芯片型号种类多，覆盖面广。
6）强大的用户基础

STM32 怎么选型

STM32 分类

STM32 有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有 Cortex-M0、M3、M4 和 M7 这几种，每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。具体的见表格 STM8 和 STM32 分类。单纯从学习的角度出发，可以选择 F1 和 F4，F1 代表了基础型，基于 Cortex-M3 内核，主频为72MHZ，F4 代表了高性能，基于 Cortex-M4 内核，主频 180M。之于 F1，F4（429 系列以上）除了内核不同和主频的提升外，升级的明显特色就是带了 LCD 控制器和摄像头接口，支持 SDRAM，这个区别在项目选型上会被优先考虑。但是从大学教学和用户初学来说，还是首选 F1 系列，目前在市场上资料最多，产品占有量最多的就是 F1 系列的 STM32。

STM32 命名方法

有关更详细的命名方法见图 STM8 和 STM32 命名方法。

选择合适的 MCU

了解了 STM32 的分类和命名方法之后，就可以根据项目的具体需求先大概选择哪类内核的 MCU，普通应用，不需要接大屏幕的一般选择 Cortex-M3 内核的 F1 系列，如果要追求高性能，需要大量的数据运算，且需要外接 RGB 大屏幕的则选择 Cortex-M4 内核的 F429 系列。明确了大方向之后，接下来就是细分选型，先确定引脚，引脚多的功能就多，价格也贵，具体得根据实际项目中需要使用到什么功能，够用就好。确定好了引脚数目之后再选择 FLASH 大小，相同引脚数的 MCU 会有不同的 FLASH 大小可供选择，这个也是根据实际需要选择，程序大的就选择大点的 FLASH，要是产品一量产，这些省下来的都是钱啊。有些月出货量以 KK（百万数量级）为单位的产品，不仅是 MCU，连电阻电容能少用就少用，更甚者连 PCB 的过孔的多少都有讲究。项目中的元器件的选型的水深的很，很多学问。

如何分配原理图 IO

在画原理图之前，一般的做法是先把引脚分类好，然后才开始画原理图，引脚分类具体见表格画原理图时的引脚分类

如何寻找 IO 的功能说明

要想根据功能来分配 IO，那就得先知道每个 IO 的功能说明，这个我们可以从官方的数据手册里面找到。在学习的时候，有两个官方资料我们会经常用到，一个是参考手册（英文叫 Reference manual），另外一个是数据手册（英文叫 Data Sheet）。两者的具体区别见表格参考手册和数据手册的内容区别。

一句话概括：数据手册主要用于芯片选型和设计原理图时参考，参考手册主要用于在编程的时候查阅。官方的这两个文档可以从官方网址里面下载：https://www.stmcu.com.cn/Product/pro_detail/STM32F1/product。
在数据手册中，有关引脚定义的部分在 Pinouts and pin description 这个小节中，具体定义见表格数据手册中对引脚定义。