零-STM32与嵌入式

目录

一、嵌入式概述

二、微控制器的关系

三、STM32的学习原因

四、STM32的应用领域

五、STM32的就业前景

六、STM32开发方式

[(1) 寄存器开发(自己做饭,自己吃)](#(1) 寄存器开发(自己做饭,自己吃))

[(2) 函数库开发(别人做饭,自己吃)](#(2) 函数库开发(别人做饭,自己吃))

[(3) 图形库开发(别人做饭,喂你吃)](#(3) 图形库开发(别人做饭,喂你吃))

七、STM32开发平台

[(1) STM32开发平台的芯片](#(1) STM32开发平台的芯片)

[(2) STM32开发平台的资源](#(2) STM32开发平台的资源)

八、程序下载

1、固件库工程

2、STM32程序下载


一、嵌入式概述

国内定义:嵌入式就是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适用于对于体积、可靠性、功耗、性能等方面有严格要求的专用计算机系统,要求嵌入式开发人员对嵌入式知识体系有清晰的认知。

二、微控制器的关系

C51属于传统的8位单片机,诞生于上世纪70年代,是由Intel公司在1980年开发的MCS-51系列单片机发展出来,也被称为8051。一般现在在大学中教学,满足不了现在的市场需求(成本低、性能高、功耗低、多任务、易用界面),一般用在小家电、消费类电子产品。

基于这样的市场需求,ARM公司推出了一款基于ARMv7架构的Cortex M3/M4的32位的内核,一般用在工控场景,ST(意法半导体)公司就基于这个内核推出了一款新的MCU(微处理器),就叫做STM32。 GD32(国产芯片,兼容STM32)

三、STM32的学习原因

STM32系列芯片介于低端和高端芯片之间。相对于低端芯片而言,STM32拥有强大的内核架构、更多的片上外设、可以运行uCOS、FreeRTOS等实时操作系统,相对于高端芯片而言STM32成本更低、实时性较强。所以学习STM32是大多数嵌入式开发人员的必经之路。

需要注意:学习STM32不是仅仅对相关外设(串口、定时器....)进行学习,而是要掌握软件的设计流程,这样在设计一款产品的时候才知道如何进行(器件选型、协议选择、数据格式.....),并且大多数复杂的产品都会搭载实时操作系统,所以也要掌握实时操作系统的设计架构和使用方法。

四、STM32的应用领域

STM32属于微控制器MCU,自带了各种常用通信接口,比如 USART、 I2C、 SPI 等,可接非常多的传感器,可以控制很多的设备。一般STM32都是主要用在低功耗的产品上,如智能手环,智能门锁、微型四轴飞行器,二轴平衡车、移动POS机,智能电饭锅,3D 打印机等等。

五、STM32的就业前景

大家都清楚目前国内已经处于物联网时代,而物联网也就是指万物互联,2014年也被称为智能家居的元年,华为和很多国内的大型公司都在打造智能家居的生态链,但是目前而言还没有达到普及智能家居的程度,而国内的人口基数大,并且开放了三胎政策,所以智能家居的市场前景是非常广阔的,而华为推出了鸿蒙操作系统,鸿蒙操作系统的理念就是"一生万物,万物归一",也就是把手机当做控制终端,再结合其他的智能硬件,最终达到万物互联的程度。

六、STM32开发方式

目前主流的STM32的开发方式大体分为三种:函数库开发 + 寄存器开发 + 图形界面开发(STM32CubeMaax)!

(1) 寄存器开发(自己做饭,自己吃)

STM32的资源外设比较丰富,所以导致寄存器的数量增多并且复杂度增大,要求开发人员需要掌握底层开发的相关知识才行。

一般情况下,只有涉及对实时性要求比较高,如频繁调用的中断服务函数等才会直接使用寄存器开发,其余大部分情况下,都是使用函数库开发。

注意:必须会,面试笔试:

  • 置位: a &=~(1
  • 清除:a | =(1

(2) 函数库开发(别人做饭,自己吃)

对于函数库开发来说,ST公司一共开发了两套库(标准外设库+HAL库),对于目前的市场趋势而言,ST公司主推HAL库,已经对标准外设库停止维护,但是对于实际的开发过程而言,目前绝大多数公司都采用标准外设库进行项目的开发(更稳定,资料更多,容易维护)

STM32标准外设库是ST公司专门针对STM32提供的一系列API(函数接口),用户可以调用这些函数来配置STM32底层的寄存器,所以开发人员不需要特别关注底层寄存器操作,有利于快速开发和维护。

库是架设在寄存器和用户代码之间的代码,向下与寄存器相关,向上提供给用户相关接口。

(3) 图形库开发(别人做饭,喂你吃)

指的是利用ST公司专门设计的一款图形界面软件(STM32CubeMX)来自动生成代码,所以这款软件也被称为代码生成器,基于HAL库,用户只需要根据实际需求进行参数选择,就可以自动生成初始化代码,极大的提高了开发效率,所以也是ST公司这几年主推的一种方式。该软件内部集成的HAL库,所以生成的初始化代码也是基于HAL库的。注意:适合有经验的工程师。运行效率低。

七、STM32开发平台

(1) STM32开发平台的芯片

本次阶段的开发平台为GECM4开发板,M4开发板搭载的芯片是ST公司设计的芯片,型号为STM32F407ZET6,芯片采用的内核为ARM公司设计的Cortex M4内核(主频高达168MHZ,带DSP和FPU 浮点运算单元),对于芯片型号的说明可以参考ST公司提供的芯片选型手册。

(2) STM32开发平台的资源

  • 光敏电阻:光照越强、阻值越小(电压下降),转换出来的数字量越小
  • CH340芯片:USB转串口,将信息打印在电脑屏幕上(AA口线(两头都是USB的线))
  • 摄像头:两排排针的摄像头
  • 红外接收头:遥控器
  • mpu6050:陀螺仪
  • at24c02,i2c:存储芯片256字节
  • SPI FLASH:16M
  • 触摸屏:480*320 640*180

八、程序下载

1、固件库工程

想要开发的前提就是创建好一个工程模板,为了可以尽快的入门,所以搭建的工程是以标准外设库为例,如果想要采用标准外设库,则需要从官网下载标准外设库的源码包,并完成移植。

2、STM32程序下载

STM32想要下载程序的方法有两种:串口下载 + 下载器下载(JTAG、JLINK、STLINK...),这里就涉及到STM32启动方式(自举模式)。这里可以参考STM32F4中文参考手册的2.4章节。

STM32启动方式(自举模式)有三种:从用户闪存启动(Flash)、从系统存储器启动、从内部SRAM启动。

l 主Flash启动

指的是从用户闪存空间启动(FLash空间 512K),也是最常用的工作模式,一般用JTAG接口和SW接口下载程序的时候意味着程序要下载到Flash中,在复位之后也是从Flash运行程序。一般用户闪存(Flash)可以反复擦除10万次左右,所以不用担心芯片锁死或者被擦爆。

(1) 把开发板的BOOT引脚进行设置(BOOT0 =0,BOOT1= x),然后把JLINK下载器和开发板链接

(2) 安装JLINK下载器的驱动程序,并检查JLINK驱动安装成功,设备管理器--->通用串行总线

(3) 打开KEIL5软件,对工程进行下载配置,选择JLINK作为下载器,并设置JLINK的一些参数

(4) JLINK和Flash的配置完成后,需要对程序进行编译,编译通过后点击Download下载程序

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