文章目录
- 一、单片机简介
- 二、Cortex-M系列介绍
- 三、初识STM32
- 四、STM32原理图设计
- 五、搭建开发环境
- 六、STM32初体验
- 七、MDK5使用技巧
一、单片机简介
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单片机是什么？
单片机：Single-Chip Microcomputer，单片微型计算机，是一种集成电路芯片。
下面是电脑与单片机的对应关系：
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单片机的特点？
- 体积小：<5mmx5mm
- 功耗低：mA级
- 集成度高：IO、TIM、AD、DA
- 使用方便：C、Debug
- 拓展灵活：IIC、SPI、FSMC
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单片机有什么用？
- 仪器仪表：电源、示波器、焊台
- 家用电器：空调、冰箱、洗衣机
- 工业控制：机器人、PLC、电梯
- 汽车电子：GPS、ABS、胎压监测
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单片机发展历程？
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了解两种指令集？
对比项 复杂指令集计算机（CISC） 精简指令集计算机（RISC） 目的 为了便于编程和提高存储器访问效率 为了提高处理器运行速度 指令特点 1，指令多，模式多，格式可变
2，指令的执行需要的时钟周期差距很大
3，无流水线或流水线程度较低
4，指令由微代码翻译执行1，指令少，模式少，格式固定
2，大多数指令只需1个时钟周期
3，流水线结构
4，指令直接由硬件执行优点 1，指令丰富、功能强大
2，寻址方式灵活1，指令精简，易于设计，使用率均衡
2，程序执行效率高缺点 1，指令使用率不均衡
2，不利于采用先进结构提高性能
3，结构复杂不利于超大规模集成电路实现1，指令数较少，功能不及CISC强大
2，寻址方式不够灵活使用CISC和RISC举例：
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冯诺依曼结构和哈弗结构的区别？
冯诺依曼结构的优点是占用的资源少，哈弗结构的优点是执行效率较高。
二、Cortex-M系列介绍
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ARM公司：只做内核设计和IP授权，不参与芯片设计。
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ARM架构为什么能风靡全球？
- 低功耗、低成本、高性能
- 支持16/32位双指令集
- 拥有众多合作伙伴
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Cortex内核分类及特征？
对比项 Cortex-A
(Application)Cortex-R
（Real-time）Cortex-M
（Microcontroller）特点 高时钟频率，长流水线，高性能 较高时钟频率，较长的流水线，实时性强 时钟频率较低，通常较短的流水线，超低功耗 应用场景 移动计算、智能手机、平板电脑、数字电视 军工、汽车电子、无线基带、硬盘控制器 工控、传感器、消费电子、家用电器、医疗器械
三、初识STM32
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STM32是什么？
ST：意法半导体， M：MCU/MPU，32：32位
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STM32命名规则？
四、STM32原理图设计
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芯片的基本参数（STM32F103ZET6）
参数 范围 主频 72MHz FLASH 512KB SRAM 64KB 工作电压 2.0~3.6V 最大电流 150mA IO引脚接入电压范围 COMS端口：-0.3V ~ 3.6V 兼容5V端口：-0.3V ~ 5.5V 单个IO引脚最大电流 25mA -
STM32F103ZET6引脚分布
STM32引脚类型：电源引脚、晶振引脚、复位引脚、下载引脚、BOOT引脚、GPIO引脚。
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单片机最小系统？
最小系统：保证MCU正常工作的最小电路组成单元
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电源电路
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复位电路
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BOOT启动电路
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晶振电路
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下载调试电路
五、搭建开发环境
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常用开发工具
工具 名称 所属公司 说明 集成开发环境(IDE) MDK Keil STM32最常用的集成开发环境，简单易用 EWARM IAR 支持STM32开发，用的人少一些 仿真器 DAP ARM 开源、免驱、带虚拟串口功能、速度快、廉价 STLINK ST 支持全面、稳定、廉价 JLINK Segger 稳定、高速、价格贵 串口调试助手 XCOM 正点原子 功能多、稳定、简单易用 SSCOM 丁丁 稳定、小巧、简单易用 -
STM32串口和电脑USB通信示意图？
六、STM32初体验
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MDK5编译例程
使用MDK5编译例程，在Program Size里面有四种数据类型，Code、 RO-Data、RW-Data、ZI-Data
数据类型 占用Flash or SRAM 说明 Code Flash 代码 RO-Data Flash 只读数据，一般是指 const 修饰的数据 RW-Data Flash and SRAM 初值为 非 0 的可读可写数据 ZI-Data SRAM 初值为 0 的可读可写数据 -
DAP下载
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电路连接
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硬件连接
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软件配置
配置ST-Link
设置下载算法
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开始调试
- 复位：其功能等同于硬件上按复位按钮。相当于实现了一次硬复位。按下该按钮之后，代码会重新从头开始执行。
- 执行到断点处：该按钮用来快速执行到断点处，有时候你并不需要观看每步是怎么执行的，而是想快速的执行到程序的某个地方看结果，这个按钮就可以实现这样的功能，前提是你在查看的地方设置了断点。
- 停止运行：此按钮在程序一直运行的时候会变为有效，通过按该按钮，就可以使程序停止下来，进入到单步调试状态。
- 执行进去：该按钮用来实现执行到某个函数里面去的功能，在没有函数的情况下，是等同于执行过去按钮的。
- 执行过去：在碰到有函数的地方，通过该按钮就可以单步执行过这个函数，而不是进入这个函数单步执行。
- 执行出去：该按钮是在进入了函数单步调试的时候，有时候可能不必再执行该函数的剩余部分了，通过该按钮就可以一步执行完该函数的剩余部分，并跳出函数，回到函数被调用的地方。
- 执行到光标处：该按钮可以迅速的使程序运行到光标处，其实是挺像执行到断点处按钮功能，但是两者是有区别的。断点可以有多个，但是光标所在处只有一个。
- 反汇编窗口：通过该按钮，就可以查看汇编代码，可以用来分析程序。
- Call Stack窗口：通过该按钮，显示调用关系和局部变量窗口，显示当前函数的调用关系和局部变量，方便查看，对分析程序非常有用。
- 观察窗口：MDK5提供了2个观察窗口，该按钮按下，会弹出一个显示变量的窗口，输入你所想要观察的变量/表达式，即可查看其值，是很常用的一个调试窗口。
- 内存查看窗口：MDK5提供4个内存查看窗口，该按钮按下，会弹出一个内存查看窗口，可以再里面输入你要查看的内存地址，然后观察这一片内存的变化情况。是很好用的调试窗口。
- 串口打印窗口：MDK5提供4个串口打印窗口，该按钮按下，会弹出一个类似串口调试助手界面的窗口，用来显示从串口打印出来的内容。
- 系统分析窗口：图标下面有6个选项，我们一般用第一个，也就是逻辑分析窗口(Logic Analyzer),点击即可调出该窗口，通过SETUP按钮新建一些IO口，就可以观察这些IO口的电平变化情况，以多种形式显示出来，比较直观。
- 系统查看窗口：该按钮可以提供各种外设寄存器的查看窗口，选择对应外设，即可调出该外设的相关寄存器表，并显示这些寄存器的值，方便查看设置的是否正确。
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Call Stack窗口：查看函数调用关系或局部变量
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Watch窗口：查看函数首地址或变量值
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Memory窗口：内存查看窗口
M3/M4/M7内核是小端模式，内存的值得倒着读
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Peripheral窗口：查看寄存器的值
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注意事项
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仿真时，使用MDK的Level 0等级优化
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调试停止在断点处时，只是内核停止，外设会继续运行
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断点的设置要有时间观念，考虑是否会打断正常通信
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七、MDK5使用技巧
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编辑器设置
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字体和颜色设置
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用户关键字设置
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代码提示/语法检查
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快速定位函数或变量被定义的地方
声明：参考文献来源： 战舰STM32F103ZET6开发板资源包
- Cortex-M3权威指南(中文).pdf
- STM32F10xxx参考手册_V10（中文版）.pdf
- STM32F103 战舰开发指南V1.3.pdf
- STM32F103ZET6（中文版）.pdf
- 战舰V4 硬件参考手册_V1.0.pdf
