01、单片机简介

单片机简介

1、什么是单片机
2、STM32F103ZET6介绍
- 2.1、参数的含义
- 2.2、存储器映射
3、外设寄存器介绍

1、什么是单片机

单片机(Single-Chip Microcomputer)是一种微型计算机，是一种集成电路芯片。把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、闪存flash、多种片上外设等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。如下图为STM32F103系列单片机的系统结构图：

对F103系列单片机内部结构的简要介绍

😀CPU：单片机的核心，用于代码的执行，数据的处理和计算等
😀Flash：闪存掉电不丢失，读写速度较慢。①用于存放代码被编译为可执行文件（代码区）和一些常量数据，②存放BootLoader程序，空间为2KB，③存储选项字节数据（即一些配置参数），空间为16B
😀SRAM：临时存储器掉电会丢失，读写速度较快。①用于划分栈空间和堆空间，②栈空间存储代码执行时临时变量的数据，③堆空间是用户自己开辟，用于存储数据
😀片上外设：具有特定的功能的设备，若GPIO，UART等
😀总线：用于CPU和存储器，CPU和外设之间的通信

2、STM32F103ZET6介绍

2.1、参数的含义

由上图所示：STM32F103ZET6属于M3内核，主频72MHz，Flash为512KB，高密度的单片机。

2.2、存储器映射

STM32单片机一共有32位地址总线，则地址由0x0000 0000 ~ 0xFFFF FFFF。而在单片机中一个基本的存储单元是一个字节，如下图所示：

那么0x00 00 00 00 ~ 0xFF FF FF FF一共有多少个字节的空间喃？
答案：一共由2^32 = 4294967296个字节(B) = 4194304KB = 4096MB = 4GB的寻址空间。所以STM32最大空间范围为4GB。

虽然可以寻址 4GB 的空间，但实际可用的存储空间（如 Flash、SRAM）要小得多。其余的地址范围可能会被映射到其他功能区域（如外设寄存器、内存映射的I/O设备等）。

具体的存储器映射如下图所示：

3、外设寄存器介绍

STM32F103ZET6该芯片是STM32F103系列里面配置非常强大的芯片。它拥有的资源包括：64KB SRAM、 512KB FLASH、 2 个基本定时器、 4 个通用定时器、 2 个高级定时器、 2 个 DMA 控制器（共 12 个通道）、 3 个 SPI、2 个 IIC、 5 个串口、 1 个 USB、 1 个 CAN、 3 个 12 位 ADC、 1 个 12 位 DAC、 1 个 SDIO 接口、1 个 FSMC 接口以及 112 个通用 IO 口。该芯片的配置十分强悍，并且还带外部总线（FSMC）可以用来外扩 SRAM 和连接 LCD 等，通过 FSMC （可变静态存储控制器）驱动 LCD，可以显著提高 LCD 的刷屏速度。

由上图所示：STM32F103ZET6将片上外设的寄存器映射到起始地址为0x4000 0000的空间里面。那什么是寄存器喃？

寄存器简单来说，可以理解为功能的开关盒子，一个特定的功能对应着一个特定的开关盒子。假设向这个盒子里面写入1代表开启这个功能，那么写入0就代表关闭这个功能。而一个片上外设有很多的功能，所以与之对应的就有很多的寄存器。

而STM32将这些寄存器映射到了存储空间，则操作这些映射的空间，就代表在操作这些寄存器。如下图所示：

如上图：寄存器直接映射到与之对应的空间，直接对映射空间操作就能操作寄存器。那么怎样操作映射空间喃？
答案：使用指针，演示代码如下：

c 复制代码

/* 如上图：想要操作USART寄存器的PE写入1 */
int main(void)
{
    *(uint32_t *)(0x40013800 + 0x00) |= 0x01; //给PE写入1
}

【注意】对寄存器的映射空间进行操作时只能通过寄存器的基地址+偏移地址进行操作，即只能寻址到映射空间的起始地址，这与计算机中的内存对齐有关，如下：

c 复制代码

/* 如上图：想要操作USART寄存器的LBD写入1 */
int main(void)
{
    *(uint32_t *)(0x40013800 + 0x00) |= 0x0100; //给LBD写入1
}

//下面的错误操作
/* 如上图：想要操作USART寄存器的LBD写入1 */
int main(void)
{
    *(uint32_t *)(0x40013801) |= 0x01; //给LBD写入1
}