嵌入式铁头山羊stm32：一文总结
目录
一、stm32介绍
1.STM32是什么?
2.扮演什么角色、怎么使用?
3.理解STM32型号 的含义
二、GPIO：General Purpose Input/Output（通用输入输出口）
1.GPIO引脚
2.八种工作模式
（1）输入、输出的区别：
（2）输出：
》GPIO的输出引脚实验：LED闪灯实验
（3）输入
》GPIO的输入引脚实验：按钮持续按下导致灯亮，松开则灭
3.GPIO的所有标准库函数接口
三、硬件通信协议之串口USART（注意区分网络通信协议）
1.定义与结构
》本节也讲了串口调试助手的使用和为啥使用USB转TTL这个设备
2.USART的引脚位置和模式
3.串口的发送数据（核心标准库的SendData()）
4.串口的接收数据
5.串口的格式化打印字符串，即:print（）；
6.标志位
7.编程接口
8.自建的编程接口
四、硬件通信协议之I2C（注意区分网络通信协议）
1.串口的缺点（即有了USART，为啥要有I2C）
2.I2C的基本电路结构
（1）基本电路结构
（2）时钟线和数据线
（3）通信本质（逻辑线与）
（4）通信的流程（核心）
（5）I2C的数据帧格式
3.I2C外设本身模块
（1）结构
（2）IO引脚初始化
（3）自身模块的初始化
（4）发送数据（核心是I2C_SendData()函数）
（5）接收数据
》接收一个字节
》接收两个字节
》接收两个以上字节
（6）标志位
（7）编程接口
（8）自己建立的编程接口
（9）输出和输入测试-使OLED屏幕全亮和读取屏幕是否亮的信号
4.软I2C
（1）硬I2C缺点
（2）IO引脚初始化
（3）自己编写总线上的IO读写函数和延迟函数
（4）发送起始位和停止位
（5）发送一个字节
（6）接收一个字节
（7）自己编写的软I2C编程接口
（8）测试-使OLED屏幕全亮
5.软/硬I2C函数的封装
五、OLED显示器的原理和使用
（1）显示的基本原理（其实本质就是个寄存器，存储着每个像素点的值）
（2）屏幕初始化
（3）画OLED的基本常识
（4）写文字的基本操作
（5）绘图相关的基本操作
六、硬件通信协议之SPI（注意区分网络通信协议）
1.SPI的优点
2.电路结构
3.波形和模块的初始化参数
4.IO初始化的引脚（这里复用了PA15）和模式
5.模块初始化
6.数据发送和接收（为啥不分开写，因为全双工收发是同时的）
7.SPI实验：W25Q64实现断电后的移动硬盘下的灯亮
（1）基本电路
（2）W25Q64的存储结构
（3）传输数据让硬盘进行存储
（4）从硬盘读取数据
（5）实验执行
七、按钮实验
1.持续按压实现持续的点亮或者熄灭灯
2.按钮的点击“后"实现灯的亮/灭
》暴力法：
》EXTI法
3.按钮的点击，双击，长按
八、中断（应对突发事件）
1.概念
2.中断的优点
3.中断初始化（NVIC初始化）
4.中断实验：使用USART发送0/1/2实现闪灯频率的变化
》中断响应函数
》闭合标志位的中断开关
》配置NVIC
九、EXTI（外部中断和事件控制器）
1.概念
2.EXTI的线
3.EXTI的线的内部结构
4.EXTI的IO分配
5.EXTI的初始化
6.EXTI实验：按钮点击后的亮/灭灯（EXTI法）
十、时钟树
1.概念
2.时钟树的结构和关键部分
3.时钟树编程（给芯片提供默认的自定义时钟频率）
十一、定时器
1.概念
2.模块结构之时基单元
（1）时基单元的参数
（2）初始化时基单元
（3）时基单元制造手表的逻辑
（4）利用时基单元以及其中断 去自制延迟函数
3.模块结构之输出比较
（1）概念
（2）PWM
（3）输出捕获本质：CNT和CCRx的比较
（4）输出比较具体结构
（5）输出比较的IO初始化和模块初始化
（6）定时器经典的输出比较实验：呼吸灯实验
4.输入捕获
（1）概念
（2）输入捕获的内部结构
（3）输入捕获结构中各节点的名称
（4）输入捕获的IO初始化与模块初始化
（5）输入捕获经典实验：HCSR-04超声波传感器测距实验
5.从模式控制器
（1）概念
（2）八种从模式、八种主模式
（3）从模式控制器核心编程接口：
（4）从模式控制器的具体结构（主要是看控制器的输入和输出）
（5）从模式控制器的经典实验1：定时器级联或者同时启停
（6）从模式控制器经典实验2：测试输入的PWM信号的参数
十二、ADC（SAR模式）
1.ADC概念
2.ADC的类别
3.ADC的结构
（1）结构1：12位逐次逼近型ADC
》采样深度：
》12位逐次逼近型ADC的组成
》例子：逐次逼近型的电压选取
（2）结构2：多路复用ADC
（3）结构3：常规序列
（4）结构4：注入序列
4.ADC的时钟频率
5.采样时间和转换时间
6.ADC的IO初始化和模块初始化
7.两个主要的标志位
8.ADC的经典实验1：使用软触-常规序列-单通道-得到光敏传感器的量化电压
9.ADC的经典实验2：使用定时器触发-注入序列-单通道-得到光敏传感器的量化电压
10.ADC的经典实验3：使用定时器触发-注入序列-多通道-得到电位器的量化电压
一、stm32介绍
1.STM32是什么?
意法半导体-单片机-32位
ST = STMicroelectronics（意法半导体）
M = Microcontroller（微控制器）
32 = 32-bit（32 位架构，基于 ARM Cortex 内核）
在 STM32 这种单片机里，“32 位”主要有几个含义：
寄存器宽度：CPU 内部的寄存器是 32 位的，一次能装下一个 32 位数据。
数据总线宽度：CPU 和内存之间传输数据时，一次能搬运 32 位。
指令宽度/寻址能力：理论上能直接寻址的内存空间更大（2³² = 4GB）。
运算能力：支持 32 位加减乘除，比 8 位、16 位 MCU 运算更快。
2.扮演什么角色、怎么使用?
管理者（代码管理）、操作者（控制各种外设）
控制 其他外设 去工作
3.理解STM32型号 的含义
ST是品牌，M32是啥类型的，F系列，C8T6是型号
类比vivo 品牌， phone手机这个类型（还要平板，电脑），x系列（比如x30，x100），
128g深蓝的型号（别人是256G黑色等等）
二、GPIO：General Purpose Input/Output（通用输入输出口）
1.GPIO引脚
特殊引脚
常规引脚（因为普通引脚太多给定义了编号ZQ）
2.八种工作模式
（1）输入、输出的区别：
取决于 信号/电流 的流向 或者是谁是主动操作者，比如输出，CPU是主动输出，而CPU的寄存器被动被输入信号 所以叫输入
（2）输出：
》作用：向引脚输出信号
推挽：
推，CPU写1，P-MOS二极管开关闭合，N-MOS二极管断开，因为接着VDD所以输出高电压；
挽：CPU写0，P—MOS二极管断开，N-MOS二极管开关闭合，因为接着VSS，所以引脚被拉到地电压（因为输出的是低电压，所以可以能对外 吸入电流，所以叫挽，但是本质还是CPU控制的输出模式，不要搞混输入输出了）
开漏：
开漏的状况是输出这里的P-MOS引脚始终是断开的，而N-MOS这里的漏极既而始终也是断开的（所以是开漏）。那这种情况下，只存在下方的N-MOS管的闭合和断开的情况了。
闭合是类似于上面推挽的挽，即输出低电压。那断开就是处于一个高阻抗的状态，原因就是断开的话，电流为0，则表示R无限大，所以是高阻抗。
所以开漏这里只存在两种状态：低电压和高阻抗
通用和复用：
通用是cpu直接控制GPIO引脚去输出，
复用是cpu复用外设，外设控制GPIO引脚去输出
最大输出速度
最大输出速度：向IO交替写0和1且输出不失真的最快速度
限制IO的最大输出速度：上升时间和下降时间的长短
最大输出速度的选取：选择满足要求的最小值。比如要求8HMz，那就选取10。
》GPIO的输出引脚实验：LED闪灯实验
LED的线路的接线方式就大概两种（科普）：推挽接法、开漏接法
一般线路都有其手册，看其是啥接法。这里选取的板载LED是：开漏接法
（3）输入
》作用：读取输入的信号
》上下保护二极管（目的防静电）
上保护二极管：当输入电压处于合适的范围（0-3.3V），不触发保护，但是当超过VDD的3.3V，比如MCU是当输入的电压>VDD+0.3V就触发输入保护。电流从高电位的GPIO引脚流向VDD。
下保护二极管：同理，合适电压范围不触发。但是当低于0V-0.3V，即低于-03V会触发输入保护。电流从高电位0V（地面）流向GPIO的比如-0.3V（比地面低0.3）
》上下拉电阻
上拉电阻默认高电压。
下拉电阻默认低电压
悬空输入：天线般的电压不稳定
模拟模式：输入的是模拟信号，即自然界的连续的模拟信号
注意：当上拉电阻闭合时，当输入一个低电压，那么最后接收的也是低电压。原因是上拉电阻这里有个高电阻，分压太强，对于整个线路来说真正的电压还是靠输入的这个电压。但是如果是输入悬空下啥也没有传进来，那输入上拉里面的这个电压虽然小但会带些高电压，把整个线路都轻轻拉成高电压。
》施密特触发器
将电压信号转为稳定的数字0或者1
》GPIO的输入引脚实验：按钮持续按下导致灯亮，松开则灭
核心思路：单片机输出低电压，中间线路接个按钮（其实就是控制线路的断与不断），断开就是不通电，不断的话就是直接输出电压信号了。
3.GPIO的所有标准库函数接口
三、硬件通信协议之串口USART（注意区分网络通信协议）
1.定义与结构
硬件之间的通信接口
》本节也讲了串口调试助手的使用和为啥使用USB转TTL这个设备
以及为啥USB转TTL上的GND要和单片机上的GND相连接
2.USART的引脚位置和模式
（因为是片上外设，所以一定是复用而不是通用）
》复用的正常模式
》复用的重映射模式
简单来说就是：开启复用（AFIO）模式就行。
3.串口的发送数据（核心标准库的SendData()）
4.串口的接收数据
5.串口的格式化打印字符串，即:print（）；
重写fputc（）函数，使其可以通过USART发送数据出去
6.标志位
TXE：Tx接口是不是Empty的
TC：传输Complete了
Rx：Rx 是not empty的
FE
NE
ORE
7.编程接口
8.自建的编程接口
四、硬件通信协议之I2C（注意区分网络通信协议）
1.串口的缺点（即有了USART，为啥要有I2C）
目的是：前面学习了一种通信协议USART，但是这里为啥还要学第二种，因为串口有
缺点：很明显就是每个串口只能最多和一个设备建立通信连接，即只能一对一的通信。
那比如使用的c8t6上的就三个串口，所以最多只能连接三个设备
而I2C则实现了一个接口就可以连接很多的设备
2.I2C的基本电路结构
（1）基本电路结构
- 一个主机，
- 多个从机（支持100多个，因为7位地址的话，是2^7次=128，从0-127，抛去特殊的地址也还有100多个）
- 两条总线（SCL，SDA）
- 每个设备（主机或者从机）都要连接SCL和SDA线
- 每条总线都要串行一个带有上拉电阻的高电压，
（2）时钟线和数据线
1. 时钟线，SCL（clock）,
特点：单向，只能主机往从机发时钟信号，时钟信号显示为：高低变换的信号
---主要用来控制通信的速度
2.数据线，SDA（data），
特点：双向，可以主发从收或者从发主收，数据信号显示为：0/1
注意：一个时钟信号周期下会传输一个数据，所以周期频率越快，数据传输越快（即频率控制快慢）
（3）通信本质（逻辑线与）
随便一个总线（SCL或者是SDA），其他从机默认都是高阻抗下的高电压（其他高阻抗，因上拉电阻的原因，整个线路默认都是高电压），而主机发送电压信号0/1控制整个线路信号
（4）通信的流程（核心）
首先，一定是主机发送起始位，表示通信的开始。
寻址阶段：一定是主机发送一个字节下的（7位的地址+0/1的写读操作位），然后从机响应ACK
之后就是通信双方谁是主，谁是从。
主：发送字节
从：发送ACK响应或者不发送数据即不响应
最后一定是主机发送停止的信号，即发送停止位，表示要停止了
所以注意，整个流程中，只有第二阶段从机才有可能发送数据，其他时间都是主机发送信号；
以及注意不管是主机还是从机发送其本质上：接收方都是高阻抗的开漏输出，而发送方则是靠往自己的SCL/SDA引脚发送0/1信号既而使总线上的信号为高//低电压信号。
（5）I2C的数据帧格式
- 起始位：SCL恒定高电压，SDA下降
- 寻址位：7位地址和1位R/W + ACK的响应
- 数据位（默认的9位：一定也只能是8位的一个字节+一个响应位）。
- 停止位：SCL恒定高电压，SDA上升
注意：寻址位，在主机寻址结束后一定是主机寻址完要会到默认的高电压，但是有人响应了就会把你拉低，没人响应的话自己就会回高。（这就是蓝线和绿线的原理）
数据位，只有在这里才会出现从机发送数据，其他地方都是主机发送数据，即主机发送起始位，主机发送寻址位，主机发送停止位。
注意如果只是发送一个字节的数据，接收方可以不应答，即表示NAK的信号，因为就一个字节，发完不发了，所以不响应也行
3.I2C外设本身模块
（1）结构
SCL控制时钟，SDA控制数据
（2）IO引脚初始化
（3）自身模块的初始化
注意比其他外设，自己要多一个施加复位信号和释放复位信号
（4）发送数据（核心是I2C_SendData()函数）
判断总线是否空闲
发送起始位，并使用SB标志位判断起始位是否发送完成
发送地址位：7位地址和R/W位（注意AF清零，然后ADDR标志位和AF拒绝位的使用）
发送数据（for下发送数据：每次注意AF拒绝位的使用和TXE标志位的使用，检查完后发送数据）
发送完成后使用标志位AF判断是否拒绝以及BTF的标志位
发送停止位
（5）接收数据
》接收一个字节
》接收两个字节
》接收两个以上字节
（6）标志位
（7）编程接口
