1 STM32 基礎知識綜述#
1.1 STM32 簡介#
STM32 是 ST 公司基於 ARM Cortex-M 內核開發的 32 位微控制器
M是Microcontroller的意思
STM32 常應用在嵌入式領域，如智能車、無人機、機器人、無線通信、物聯網、工業控制、娛樂電子產品等
STM32 功能強大、性能優異、片上資源豐富、功耗低，是一款經典的嵌入式微控制器
1.2 ARM 簡介#
ARM 既指 ARM 公司，也指 ARM 處理器內核
ARM 公司是全球領先的半導體知識產權（IP）提供商，全世界超過 95% 的智能手機和平板電腦都採用 ARM 架構
ARM 公司設計 ARM 內核，半導體廠商完善內核周邊電路並生產芯片
1.3 STM32F103C8T6 簡介#
系列：主流系列 STM32F1
內核：ARM Cortex-M3
主頻：72MHz
RAM：20K（SRAM）
ROM：64K（Flash）
供電：2.0~3.6V（標準 3.3V）
封裝：LQFP48
1.4 片上資源 / 外設 (Peripheral)#
STM32 可以加入操作系統，例如 FreeRTOS、UCOS 等，如果使用了這些操作系統則需要SysTick提供定時來進行任務切換功能。
UART是異步串口的意思，而STM32的USART既支持異步串口也支持同步串口，異步串口使用相對較多
| 英文縮寫 | 名稱 | 英文縮寫 | 名稱 |
|---|---|---|---|
| NVIC | 嵌套向量中斷控制器 | CAN | CAN 通信 |
| SysTick | 系統滴答定時器 | USB | USB 通信 |
| RCC | 復位和時鐘控制 | RTC | 實時鐘 |
| GPIO | 通用 IO 口 | CRC | CRC 校驗 |
| AFIO | 復用 IO 口 | PWR | 電源控制 |
| EXTI | 外部中斷 | BKP | 備份寄存器 |
| TIM | 定時器 | IWDG | 獨立看門狗 |
| ADC | 模數轉換器 | WWDG | 窗口看門狗 |
| DMA | 直接內存訪問 | DAC | 數模轉換器 |
| USART | 同步 / 異步串口通信 | SDIO | SD 卡接口 |
| I2C | I2C 通信 | FSMC | 可變靜態存儲控制器 |
| SPI | SPI 通信 | USB OTG | USB 主機接口 |
1.5 芯片命名規範#
1.6 系統結構#
Cortex-M3內核引出三條總線，ICode指令總線，DCode數據總線，System系統總線
ICode總線和DCode總線主要是用來連接Flash閃存的
Flash裡面存儲的是我們編寫的程序
ICode指令總線用來加載程序指令
DCode數據總線用來加載數據，例如常量和調試數據等
System系統總線連接到SRAM,FSMC
SRAM用於存儲程序運行時的變量數據
AHB系統總線用於掛載主要的外設，AHB 的意思是先進高性能總線，掛載的一般是最基本的或者性能比較高的外設，例如復位和時鐘控制這些最基本的電路，還有SDIO也是掛載在AHB上的
APB1 APB2兩個外設總線，APB的意思是先進外設總線，用於連接一般的外設，
因為AHB和APB的總線協議，總線速度，數據傳送格式的差異，所以中間需要加兩個橋接來完成數據的轉換和緩存，AHB的整體性能比APB高一些，其中APB2的性能又比APB1的性能高一些，APB2一般和AHB同頻率，都是 72MHz,APB1一般是 36MHz, 所以APB2連接的一般都是外設中稍微重要的部分，如GPIO端口還有一些外設的 1 號選手 (USART1,SPI1,TIM1,TIM8等),TIM8和TIM1一樣也是高級定時器，所以也是重要的外設，ADC,EXTI,AFIO也是接在APB2上面的；其他的像 2,3,4,5 號外設，DAC、PWR、BPK 等次要一點的外設都會分配到APB1上去；當然在使用時，個人一般感覺不到APB2和APB1的性能差異，只需要知道這個外設是掛載到哪個總線上的就可以了
DMA可以當做內核 CPU 的小秘書，比如大量數據搬運的活，讓 CPU 來幹就太浪費時間了，DMA主要幹這些簡單且反復要幹的事情，DMA通過DMA總線連接到總線矩陣上，他擁有和 CPU 一樣的總線控制權，用於訪問這些外設，當需要DMA搬運數據時，外設就會通過請求線發送DMA請求，DMA就會獲得總線控制權，訪問並轉運數據，整個過程不需要 CPU 的參與，省下了 CPU 的時間用來幹其他的事情
1.7 引腳定義#
紅色的是電源相關的引腳
藍色的是最小系統相關的引腳
綠色的是 IO 口、功能口這些引腳
S類型代表電源
I類型代表輸入
O類型代表輸出
IO類型代表輸入輸出
FT代表這個引腳能容忍5V的電壓，沒有FT的只能容忍3.3V的電壓
STM32內部採用分區供電的方式，供電口較多，使用時VSS都接GND，VDD都接3.3V
STM32支持SWD和JTAG兩種調試方式
SWD需要兩根線，分別是SWDIO和SWCLK
JTAG需要 5 根線，分別是JTMS,JTCK,JTDI,JTDO,NJTRST
STLINK使用的是SWD的方式下載調試程序，所以只需要佔用PA13和PA14這兩個IO口
使用SWD方式下載時，PA15 PB3 PB4可以切換為普通IO口來使用，但是需要在程序中進行配置，不配置的話默認是不會用作 IO 口的
| 引腳號 | 引腳名稱 | 引腳定義 | 主功能 |
|---|---|---|---|
| 1 | VBAT | 备用电池供电引脚，此引脚可外接一个 3V 电池，当系统电源断电时，备用电池可以给内部的 RTC 时钟和备份寄存器提供电源 | VBAT |
| 2 | PC13-TAMPER-RTC | I/O 口或侵入检测或 RTC,IO 口可以根据程序输出或读取高低电平，侵入检测可以用来做安全保障的功能，RTC 可以用来输出 RTC 校准时钟、RTC 闹钟脉冲或秒脉冲 | PC13 |
| 3、4 | PC14-OSC32_IN/PC15-OSC32_OUT | IO 口或者接 32.768KHz 的 RTC 晶振 | PC14/PC15 |
| 5、6 | OSC_IN/OSC_OUT | 接系统的主晶振，一般是 8MHz，芯片内部有锁相环电路，可以对这个 8MHz 的频率进行倍频，最终产生 72MHz 的频率作为系统的主时钟 | OSC_IN/OSC_OUT |
| 7 | NRST | 系统复位引脚，N 表示低电平复位 | NRST |
| 8，9 | VSSA/VDDA | 内部模拟部分的电源，如 ADC、RC 振荡器等；VSS 是负极接是 GND,VDD 是正极接 3.3V | VSSA/VDDA |
| 10 | PA0-WKUP | IO 口兼具 WKUP 功能，可以唤醒处于待机模式的 STM32 | PA0 |
| 11-19 | PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6、PA7、PB0、PB1 | IO 口 | PA1-PB1 |
| 20 | PB2 | IO 口或 BOOT1 引脚，BOOT 引脚用来配置启动模式 | PB2/BOOT1 |
| 21,22 | PB10、PB11 | IO 口 | PB10，PB11 |
| 23，24 | VSS_1/VDD_1 | 系统主电源口，VSS 是负极，VDD 是正极 | VSS_1/VDD_1 |
| 25-33 | PB12、PB13、PB14、PB15、PA8、PA9、PA10、PA11、PA12 | IO 口 | PB12、PB13、PB14、PB15、PA8、PA9、PA10、PA11、PA12 |
| 34 | PA13 | IO 口或调试端口 | JTMS/SWDIO |
| 35，36 | VSS_2/VDD_2 | 系统主电源口，VSS 是负极，VDD 是正极 | VSS_2/VDD_2 |
| 37-40 | PA14/PA15/PB3/PB4 | IO 口或调试端口 (用来调试和下载程序) | JTCK_SWCLK/JTDI/JTDO/NJTRST |
| 41-43 | PB5/PB6/PB7 | IO 口 | PB5/PB6/PB7 |
| 44 | BOOT0 | 与 BOOT1 一样也是用来做启动配置的 | BOOT0 |
| 45，46 | PB8/PB9 | IO 口 | PB8/PB9 |
| 47,48 | VSS_3/VDD_3 | 系统主电源口，VSS 是负极，VDD 是正极 | VSS_3/VDD_3 |
1.8 啟動配置#
啟動配置的作用是指定程序開始運行的位置，一般情況下程序都是在 Flash 程序存儲器開始執行，但是在某些情況下我們也可以讓程序在別的地方開始執行，用來完成特殊的功能
BOOT1=0 BOOT0=1 模式用來做串口下載，系統存儲器存的就是STM32中的一段BootLoader程序，BootLoader程序的作用就是接收串口的數據然後刷新到主閃存中，這樣就可以使用串口下載程序了，一般我們需要串口下載程序的時候會配置到這個模式上
BOOT0=0 啟動模式為主閃存存儲器的模式，主閃存存儲器被選為啟動區域，此時正常執行 Flash 閃存裡面的程序，這個模式是最常用的模式，一般情況下都是這個配置
BOOT1=1 BOOT0=1 配置的是SRAM啟動，這個模式主要用於程序調試，現階段使用較少
BOOT引腳的值是在上電復位的一瞬間有效的，之後就隨意了
1.9 最小系統電路#
OSC32是 32.768KHz 晶振的意思，32768 是 2 的 15 次方，內部 RTC 電路經過 2 點 15 次方分頻就可以生成 1s 的時間信號了，
RTC晶振是 32.768KHz 晶振
