零基础入门STM32:第一天学习与嵌入式概念解析

发表时间: 2023-03-14 19:13

嵌入式作为当下的一个热点,想学习嵌入式的人也是非常之多的,作者也是芸芸众生中的一个人,在自己的选择下踏上了学习32的道路。


*********USART协议
*********I2C通信协议
*********SPI通信协议


非常重要
降低产品功耗的方式:外设不用的时候关闭其对应的时钟。
MCU空闲的时候,减慢其时钟。



嵌入式系统



以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。


嵌入式系统组成



硬件:微处理器(MCU),存储器(FLASH,RAM(随机访问存储器,用于存放程序运行过程中产生的临时数据)),I/O接口(IO口),输入输出设备()
软件:Embedded RTOS、应用软件。


最小系统的组成:电源模块,时钟模块,复位电路, MPU(微处理器),MCU(微控制器),FLASH,RAM,JTAG
外设:USB,LCD,键盘,以太网,串口,CAN,传感器,电机,键盘等等。


嵌入式软件结构:不带os软件结构:应用程序,设备驱动程序,硬件(单片机)
带OS软件结构:应用,标准接口函数,实时操作系统(RIOS),硬件抽象层(HAL,BSP,驱动),硬件。


硬件特性:
体积小,集成效率高,功耗低,电磁兼容性好
软件特性:
嵌入式软件的开发与硬件紧密相关
代码要求高效率和高可靠性
软件一般固化在Flash(闪存,可用于放程序或者数据)或ROM(只读存储器,程序)中
软件系统具有高实时性
一般采用C语言开发


设计系统流程
1、需求分析
2、体系结构分析
3、硬件设计和分析
4、软件设计和分析
5、系统集成
6、系统性能测试和可靠性测试
7、系统运行及生产文件准备
8、项目总结
特点
1、性能好
2、特定的功能
3、封装体积小
4、能耗低
5、可靠性高
ARM的解释
1、ARM体系结构(ADvance RISC Mchine)高级精简指令集机器(是降低功耗的关键)。指令可以在一个时钟周期内完成,复杂性由编译器解决
32位RISC处理器(CPU中寄存器的位数,有32位)
CISC 复杂指令集,传统计算机使用该指令集。指令需要多个时钟周期才完成,复杂性由机器解决

2、英国的芯片设计公司,一家么有芯片的设计公司。 销售芯片设计方案,通过方案授权盈利。



ARM芯片的特点



1、体积小,功耗低,成本低,性能高
2、支持Thumb16 位和ARM32位双指令集
3、大量使用寄存器,指令执行速度快
4、大多数操作都在寄存器中
5、


ARM指令集是32位
Thumb指令集是16位
Thumb—2 指令集混合16位和32位指令集
应用场景,随处可见


处理内核基于架构命名 架构的编号以V7来判断
A高端应用芯片(应用型处理器)
R实时系统芯片(实时处理器)
M物美价廉芯片(向上兼容的高能效,易于使用的处理器)
Ibus指令总线
Dbus数据总线,两个总线APB2, APB1通过AHP总线连接。


​编辑


记得复制整个框图



Cortex——M3处理器采用的是ARMv7M架构,即哈佛架构
支持Thumb16和Thumb-2混合指令集
不支持ARM指令


STM32F103RCT6


该芯片是本次学习的主要芯片,对于芯片的解释如下
STM:意法半导体32位处理器
F:通用产品
103:性能线。性能的产品
R引脚:64pins
V100
z144


C:flash大小
C256kb
d384:
E512:


T封装方式


裸露


封装好的



​编辑
6工作温度-40到85度
7-40度到105度



SRAM 48K 用于临时存储数据,断点丢失数据
FLASH 256K,用于存储程序,不会丢失



芯片资源:
64个引脚,51个IO
部分引脚可以兼容5v电压



1.8~3.6V电源和电压
上电复位,掉电复位
强大的时钟
4~16M外部高速晶振
内部8MHz的高速RC振荡器
内部40KHz低速RC振荡器,看门狗时钟
内部锁相环倍频
外部低速32.768K的晶振,作为RTC的时钟源


模式:
低功耗模式,停止,待机三种模式



AD模数转换
3个12位AD(多达16个外部测量通道)
内部通道可以用于内部温度测量
内置参考电压

DA数模转换
2个位DA数模转换器


DMA
直接存储器存取
12个DMA通道
支持外设:定时器,ADC,SDIO,I2C,SPI,I2S和USART

定时器:多达11个定时器
4个通用定时器
2个基本定时器
2个高级定时器
1个系统定时器
2个看门狗定时器



通信接口:13个通信接口
2个I2C接口
5个串口
3个SPI接口
1个CAN2.0
1个USB UTG
1个SDIO


下面是今天老师提的问题,有兴趣的同学可以看一下



1. 什么是嵌入式系统?
答:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。


2. 最小系统由哪些部分组成?
答:电源模块,时钟模块,复位电路, MPU(微处理器),MCU(微控制器),FLASH,RAM,JTAG


3. 什么是 ARM?
答:ARM分为两种情况,第一种ARM体系结构(ADvance RISC Mchine)即高级精简指令集机器


第二种,英国的芯片设计公司,一家么有芯片的设计公司。 销售芯片设计方案,通过方案授权盈利。


4. Cortex-A 系列用于什么产品?
答:A 系列为应用型处理器


5. Cortex-R 系列用于什么产品?
答:R为实时处理器


6. Cortex-M 系列用于什么产品?
答:一系列可向上兼容的高能效、易于使用的处理器


7. Cortex-M3 的体系结构是什么?
答:Cortex——M3处理器采用的是ARMv7M架构,即哈佛架构


8. STM32F103RC 的内核是什么?
答:32位高性能Cortex-M3


9. 每个芯片一般包含哪几个层次的型号/版本号?


10. mcuisp 工具烧录需要什么文件?
答:.hex工程文件


11. J-Link 烧录需要什么文件?
答:bin文件


12. Keil 可以烧录程序到开发板吗?
答:可以,可以通过STlink进行烧录


13. 由 .axf 文件生成 .bin 文件的命令?