一、内部核心功能

1. ARM内核

2. 存储器

• Flash：硬盘

• SRAM：内存

1. 时钟

实时时钟：RTC

1. 振荡器HSE/HSI

• RC振荡器

• 晶体振荡器

1. 分频器

• 实现震荡频率翻倍

• 用锁相环实现，称PLL

1. 复位

2. 电源管理

• 备用电源输入

• 端口输入输出

• 逻辑电源输入

• 模拟电源输入

二、内部重要功能

1. 低功耗模式

• 睡眠模式：

• 停机模式

关ARM内核
关闭所有内部功能
关闭PLL分频器,HSE振荡器

• 待机模式

关ARM内核
关闭所有内部功能
关闭PLL分频器,HSE振荡器
SRAM内容消失

1. ADC：模数转换器

2. DMA：帮CPU传递数据

3. I/O：（I/O的集合也就是GPIO）

总共有5组端口，一组有16个I/O口

每个端口有8个工作状态：

• AIN 模拟输入

• IN_FLOATING 浮空输入

• IPD 下拉输入

• IPU 上拉输入

• Out_PP 推挽输出

• AF_PP 复用推挽输出

• Out_OD 开漏输出

• AF_OD 复用开漏输出

1. 调试模式

• JTAG：仿真调试接口（这是一个协议，可以代指用这个协议的接口）

• SWD：简化版JTAG

1. 定时器

• 定时器：利用系统时钟计数，本质计数器

• 看门狗定时器：在定时时间让单片机复位，拯救死机的单片机

• 滴答定时器：用于实时操作系统中任务的切换，可当普通定时器用

三、内部通信功能

1. I2C总线

• 板级总线：只能在PCB上近距离通信

• 分主从设备

• 低速稳定，简单易学，超100kHz不稳定

• 常用于EEPROM存储器、温度传感器、RTC时钟、气压传感器

• F103中有2个I2C控制器

1. USART串口

• 全称同步收发器

• 没有地址概念，没有主从设备

• 用于Wi-Fi模块、GPS模块、蓝牙模块、单片机与计算机间通信

[工业中应用]  计算机与PLC（工业控制常用的可编程控制器）之间通信用RS232或RS485

• F103中有3个USART串口

1. SPI总线

• 有主从设备之分，单片机为主

• 板级总线：只能在PCB上近距离通信

• 高速稳定，没有地址概念

• 全双工：同时收发

• 挂接从设备数量有限

1. CAN总线

• 每个设备既可为主设备，又可为从设备

• 远程通信

• 有标识符

• F103中有1个CAN接口，但需要外加一片CAN收发器芯片才能用

1. USB接口

• 有主从关系

四、硬件电路和ISP下载

内部功能	说明	引脚数	引脚定义
ARM内核	用于运算，只有内部总线，没有向外的接口	0
存储器	用于存储，只有内部总线，没有向外的接口	0
时钟	向外接一个高速晶振一个低速晶振，每个晶振要2个引脚，共4个	4	OSC32_IN、OSC32_OUT、OSC_IN、OSC_OUT
复位	向外引出1个外部复位引脚	1	NRST
电源管理	要引出1组模拟电源和3组逻辑电源，每组电源有正负极两个引脚，共8个引脚	8	VDDA、VSSA、VDD_1、VSS_1、VDD_2、VSS_2、VDD_3、VSS_3
低耗能	要引出1个外部唤醒接口，还要用到RTC走时以及备用存储器保持数据的 备用电池的正极引脚（负极与逻辑电源负极共用）	2	WKUP、VBAT
ADC	有16个输入通道，需要引出16个引脚	16	ADC12_IN0~16
DMA	用于内部数据传递，没有向外的接口	0
GPIO	共有5组GPIO接口，每组有16个I/O端口	80	PA0~15、PB0~15、PC0~15、PD0~15、PE0~15
调试模式	JTAG接口需要5个接口	5	NJTRST、JTDO、JTDI、JTCK、JTMS
定时器	共有三个普通定时器和1个高级定时器（共21个接口）	21	TIM1_CH1~4、TIM_CH1N~3N、TIM1_BKIN、TIM1_ETR、TIM2_CH1~4、TIM3_CH1~4、TIM4_CH1~4
看门狗	没有向外的接口	0
滴答定时器	没有向外的接口	0
I2C总线	共有2组I2C总线，每组2个接口，共需要6个接口。（SCL是I2C的时钟线；SDA是数据线；SMBA是SMBus总线的报警信号，在I2C通信中不会用到）	6	I2C1~2_SCL、I2C1~2_SDA、I2C1~2_SMBA
USART串口	共有3组全功能串口，每组内需要5个接口（在一般的串口通信中智慧用到TX和RX两个接口）	15	USART1~3_CK、USART1~3_TX、USART1~3_RX、USART1~3_CTS、USART1~3_RTS
SPI总线	有2组SPI总线，每组又有数据收、数据发、时钟线、使能线4个接口。	8	SPI1~2_MOSI、SPI1~2_MISO、SPI1~2_SCK、SPI1~2_NSS
CAN总线	有数据发送和数据接收，共两个引脚	2	CAN_TX、CAN_RX
USB接口	USB接口只有2条数据线	2	USBDP、USBDM
CRC校验	没有向外的接口	0
芯片ID	没有向外的接口	0

1.单片机、核心板、开发板

• STM32单片机：搭载ARM内核，是实现内部功能和程序的部分，通过引脚和核心板连接

• 核心板（最小系统）：是维持单片机正常工作的最基础的电路，通过排针和开发板连接

[常用扩展功能]  串口、LED、按键、蜂鸣器

• 开发板：是针对单片机项目开发中最常见、最值得学习的内容做了扩展

[面包板]  用于扩展装外设元件以及电路的一块搭载平台

2.ISP程序下载

写入程序的方法：JTAG调试下载＆串口ISP下载

• JTAG调试下载：

  • 通过J-LINK仿真调试器完成

  • 连接JTAG接口与电脑USB接口

  • 可与Keil配合实现在线仿真

• 串口ISP下载：

  • 通过USART串口功能实现

  • 涉及BOOT0和BOOT1引脚上开关的反复拨动

  • ASP功能：涉及1个MODE按键和1个ASP指示灯

    • 单击：单击MODE可开关开发板电源，指示灯相应点亮熄灭

    • 双击：开启或关闭自动下载功能

    • 长按：切换下载模式，有Flash ISP 和 RAM ISP 两种模式

  • 需要下载ISP软件：比如FlyMcu

  • 串口通信的波特率：115200（bps）

  • 使用的文件后缀是.HEX

3.最小系统电路图分析

基本组成：

1个高速晶振、一个低速晶振、1个复位按键、1个备用电池、6个滤波电容，以及ISP下载电路（由S1、S2开关及USB转TTL电平电路组成）

[S1、S2]  就是单片机上的BOOT0和BOOT1两个启动模式接口

启动模式（ISP下载的工作原理）：

BOOT1（S2）	BOOT0（S1）	启动模式	说明
X	0	主闪存存储器Flash ISP	单片机再次复位后会运行Flash里面的用户程序
0	1	系统存储器Bootloader	Bootloader程序是ST公司写入单片机的，用户不能修改的是一段ISP下载辅助程序
1	1	内置SRAM RAM ISP	多用于开发过程中的程序调试

[注]  S1断开为0闭合为1，S2断开为1闭合为0

五、开发平台的建立

1.下载Keil5

在Keil官网下载，然后安装好.pack后缀的芯片包

2.建立工程

为了方便以后的每次工程创建操作，我们可以创建一个“工程模板”

关于固体库：

固体库：操作功能配置寄存器的官方函数库

下载固体库：在ST官网，需要找到一个叫STM32F10X_StdPeriph_Lib_V3.5.0 的文件夹，这个就是固体库

工程子文件说明：

文件夹名	存放类型	说明
CMSIS	内核驱动程序	用来存放跟内核和单片机系统有关的内容
Lib	内部功能函数库	用来存放操作功能配置寄存器的各功能的固体库函数
Startup	单片机启动程序	用来存放单片机启动时进行初步设置的程序
User	用户程序	用来存放主函数、中断处理函数、报错处理函数等
Basic	内部功能驱动程序	用来存放用户自己编写的内部功能的驱动程序
Handware	外部硬件驱动程序	用来存放用户自己编写的硬件电路驱动程序

六、C语言基础知识总结

1. 关于字符：

• 标识符：不能以数字开头，标识符的第一个字母必须是字母或下划线

• c语言允许换行编写：换行时刻加入符号 “ \ ” 或者什么都不加，但在 #define 宏定义中的换行必须加 “ \ ”

2. 函数

• 延时函数

• 定时器初始化函数

• 中断处理函数：中断函数里调用的函数不要在被main函数调用，不然会出现数据错乱

• ADC_READ函数

模板如下：

返回值 函数名(参数){函数内部程序语句
}

PS：返回值和参数都是void表示没有返回值或参数

3. 数据

（1）常量

1. Keil软件不支持二进制数的表达方式，一般以0b或0B开头的表示二进制数

2. 十六进制（BCD码）是单片机编程中最常用的数值表示方法（A10,B11,C12,D13,E14,F15）

（2）浮点数

• Keil编译器一般不支持，需要浮点数库文件才能使用

（3）变量

数据类型	定义语句	简写	占用空间	数值范围	使用频率
32位无符号变量	unsigned long	u32	4字节	上十亿	高
16位无符号变量	unsigned short	u16	2字节	上万	极高
8位无符号变量	unsigned char	u8	1字节	0~255	极高
易变的8位无符号变量	volatile unsigned char	vu8	1字节	0~255	高
只读的8位无符号变量	unsigned char const	uc8	1字节	0~255	高

要注意数据溢出的问题（即变量用着用着结果赋值的数超过了最初定义的范围）

（4）数组

/**********定义数组的方法************/
u8 b[8];                               //定义8个字节8位数组变量
const u8 t[4]={1,2,3,4};               //定义4个8位固定数据的数组
const u8 y[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};    //定义2行每组3个固定数据的二维数组

注意：数据存入数组是从第0个位置开始存的！！

/***********数组的调用方法***********/
a = t[0];                              //即t的第一个数据
a = y[0][2];                           //即y的第一行第3个数据
a = t[i];                              //这里i是变量，可以在这句上面写关于i的运算式子

（5）枚举

是一种数据类型，指一组有共同特性（特性是自定义的）的数据的集合

作用：限制数据范围

格式：

enum 枚举名{
标识符=整形常数，
标识符=整形常数，
标识符=整形常数
}枚举变量;

如果没给标识符赋值：

它的值就等于上一个标识符的值加1

如果第一个标识符没赋值：

系统默认它的值是0

例子：

enum phonenum_book{papa = 13907727651,mama = 13825578263,me = 17665376286 
}phonenum;

使用：

phonenum = papa; 
//结果：phonenum=13907727651

拓：stm32f10x.gpio.h文件的枚举定义

typedef enum
{GPIO_Mode_AIN = 0X0,GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0X04,GPIO_Mode_IPD = 0X28,GPIO_Mode_Out_OD = 0X14,GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,GPIO_Mode_AF_OD = 0X1C,GPIO_Mode_AF_PP = 0X18
}GPIOMode_TypeDef;

（6）结构体

结构体和枚举的区别：

• 枚举是同一类型数据的集合

• 结构体是不同类型数据的集合

格式：

struct 结构体名{结构体成员；结构体成员；
}结构体变量；

1.普通结构体的定义、写入、调用

/************定义**********/
struct name{
int a;
char b;
float c;
}x;
/************写入**********/
x.a = 1;
x.b = 2;
x.c = 0x30;
/************调用**********/
if(x.a>1){z = x.b;
}

2.typedef前缀的结构体定义、写入、调用

/***********定义***********/
typedef struct{
int a;
char b;
float c;
}x;
/***********写入************/
x y;
y.a = 1;
y.b = 2;
y.c = 0x30;
/************调用***********/
if(y.a>1){z = y.b;
}

typedef前缀的结构体里定义的x是一种数据类型，y是变量

（7）指针

单片机程序的运行依靠的就是一个叫PC指针的东西

PC指针：

• 一种特殊的寄存器

• 用来存放地址

基本操作：

//定义
u8 *a;
//写入
*a = 100;
//移动指针
a = a+6;
//数据调用
b = *a;

4.位操作

单片机运算是以字节为单位的，要进行位操作需要位操作符。

符号	说明	举例
&	按位与	a&b
|	按位或	a|b
^	按位异或	a^b
~	按位取反	~a
<<	位左移	a<<2
>>	位右移	a>>2

5.指令

一般是用#include指令引用其他文件

格式：

#include "xxxxx.h"

6.宏定义

STM32中常用的宏定义语句有7个

宏定义	说明或举例
#define 代替名 原名	如#define n 5 指的就是定义n为5，且下面的操作无法修改n的值
#undef 代替名	撤销宏定义
#ifdef 代替名	使能编译或防止重复定义头文件
#if 表达式	使能编译，如果判断
#elif 表达式	使能编译，否则如果判断
#else	使能编译，否则判断
#endif	结束#ifdef或#if

格式：

#ifdef __DELAY_H
#define __DELAY_H
/*程序正文*/
#endif __DELAY_H         //结束宏
/*-------------------------*/
#if 1a = 1;
#elif 1a = 2;
#elsea = 3;
#endif                   //结束宏

7. 辅助工具

• undo（撤销）：Ctrl+Z

• redo（重做）：Ctrl+Y （撤回之后发现又没错时使用）

• Find：Ctrl+F

• Replace：Ctrl+H

• 标记功能：第二行菜单栏的红旗状图标（第一个：添加标记，第二个：跳转到上个标记，第三个：跳转到下一个标记，第四个：删除标记）

• 缩进功能：在红旗图标右边，有向左或向右缩进

• 注释与解注释功能：在缩进功能右边