【STM32】初识STM32

1、 什么是STM32

1.1、STM32的字面含义

1、ST— 意法半寻体，是一个公司名，即SOC厂商
2、M— Microelectronics的缩写，表示微控制器，大家注意微控制
器和微处理器的区别
3、32— 32bit的意思，表示这是一个32bit的微控制器

1.2、STM32诞生的背景

1、技术的更替，这个是最主要的原因
2、市场的需求（成本、性能、功耗、GUI、操作系统），传统的8/16位的微控制器，
久经岁月的洗礼，如今虽有余晖，当面对这些需求时更显的是捉襟见肘
3、ST的努力（产品线丰富、开发简单易上手—基于固件库开发），让STM32在众多的
基于Cortex-M内核的微控制器中脱引而出，成为最璀璨的新星

2、STM32能做什么

2.1、STM32有什么

STM32属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，功能非常强大
1、串口—USART，用于跟跟串口接口的设备通信，比如：USB转串口模块、ESP8266
WIFI、GPS模块，GSM 模块，串口屏、指纹识别模块
2、内部集成电路—I2C，用于跟I2C接口的设备通信，比如：EEPROM、电容屏、陀螺
仪MPU6050、0.96寸OLED模块
3、串行通信接口—SPI，用于跟SPI接口的设备通信，比如：串行FLASH、以太网
W5500、音频模块VS1053
4、SDIO、FSMC的超级、I2S、ADC、GPIO

2.2、身边常见的电子产品

智能手环，微型四轴飞行器，平衡车、扫地机、移动POST机，智能电饭锅，3D打印机

3、STM32怎么选型

3.1、STM32分类

3.2、ST的32位微控制器产品线

3.2.1、STM32F103VET6

• 内核架构: ARM Cortex-M3
• 引脚: 100
• FLASH大小: 512kB
• 封装: QFP

不同型号性能有差异, 但开发和应用是相通的, 甚至可以直接迁移

3.3、STM32的命名方法

3.4、如何分配原理图引脚

3.5、数据手册中对引脚的功能定义

3.6、引脚的功能定义解读

3.7、PCB哪里打样

4、STM32常用几种开发方式

• 寄存器模式
• 标准库模式
• LL库
• HAL库

对比总结

开发方式	性能	开发效率	代码可读性	资源占用	适用场景
寄存器开发	最高	最低	较差	最少	高性能、实时控制、优化需求高
标准外设库	较高	中等	较好	较少	旧项目维护、简单应用
LL库	高	中等	较好	较少	高性能、精细控制硬件
HAL库	中等	最高	最好	较多	快速开发、复杂应用、新项目

示例

#寄存器直接操作
GPIOA->ODR |= (1 << 5);  // 置高PA5
GPIOA->ODR &= ~(1 << 5); // 置低PA5
#标准库
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);  // 置高PA5
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); // 置低PA5
#LL库
LL_GPIO_SetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);// 置高PA5
LL_GPIO_ResetOutputPin(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5);// 置低PA5
# HAL库
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);  // 置高PA5
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); // 置低PA5

5、STM32基于什么架构

5.1、基于ARM Cortex架构

5.2、ARM的概念

• ARM公司（现为Arm Holdings）是一家专注于研发高效低功耗处理器架构的公司，其设计被广泛应用于嵌入式系统、移动设备和物联网领域。核心业务为处理器架构设计 和 IP授权
• ARM公司设计的架构, 以及对应的产品
  • Advanced RISC Machine，是一种基于精简指令集计算（RISC）的处理器架构。
  • 高效的功耗比和强大的性能广泛应用于嵌入式系统，包括STM32。

5.3、ARM内核分类

5.3.1、按代数

ARMv1 ~ ARMv9

5.3.2、按系列

• Cortex-M系列 : 专为嵌入式微控制器设计。
  • Cortex-M0/M0+：低功耗，适合简单控制任务。(简单的传感器, 小玩具, 消费电子)
  • Cortex-M3/M4：高性能，支持DSP指令，适合复杂应用。 (功能强一点的工业产品或消费产品, 主控)
  • Cortex-M7：更高性能，适合实时性要求高的任务 (高级功能的产品)
• Cortex-R系列：实时性要求高的嵌入式系统。
• Cortex-A系列：用于高性能应用，如手机和平板。
• Cortex-X系列: 为高性能应用推出的“定制级”核心

5.4、内核与外设

ARM公司并不直接生产芯片, 而是开发并授权内核给其他半导体厂商, 在此基础上设计和定制并生产

A系列: 高通, 联发科, 苹果, 三星, 华为, 博通

M系列: 意法半导体(ST) , 恩智浦(NXP)

• 内核（Core） : 负责执行指令和逻辑运算，是芯片的核心计算单元。

  • 运算单元（ALU）：负责加减乘除等运算。

  • 寄存器组：用于存储临时数据和状态。

  • 指令集：如ARM Cortex-M系列支持的Thumb-2指令集。

  • 中断管理：如NVIC（嵌套向量中断控制器）。

• 外设（Peripheral） :与外界交互，完成各种硬件功能，例如I/O操作、计时、通信等。

  • 通信接口：UART、SPI、I2C等。
  • 定时器：用于时间控制或计数。
  • ADC/DAC：模拟信号与数字信号的转换。
  • GPIO：通用输入输出引脚。