為了學習單片機而去學習單片機的思路是不對的你問:如何系統地入門學習stm32?本身就是一個錯誤的問題。假如你會使用8051,會寫C語言那么STM32本身并不需要刻意的學習。你要考慮的是我可以用STM32實現什么? 為什么使用STM32而不是8051?是因為51的頻率太低,無法滿足計算需求?是51的管腳太少,無法滿足眾多外設的IO?是51的功耗太大,電池挺不住?是51的功能太弱,而你要使用SPI、I2C、ADC、DMA?是51的內存太小而你要存儲的東西太多?
當你需要使用STM32某些功能,而51實現不了的時候, 那STM32自然不需要學習,你會直接去尋找STM32某方面的使用方法。比如要用spi協議的網卡、要使用串口通信、要使用rtos等等……
從菜鳥到牛人的學習步驟
我們假定大家已經對STM32的書籍或者文檔有一定的理解。如不理解,請立即閱讀STM32的文檔,以獲取最基本的知識點。 英文好的同學,請不要以為你很牛,可以只看英文文檔。畢竟你是中國人,你最熟悉的,理解最好的還是中文。看英文的速度還是比看中文慢一些,我們要的是最短的時間,而不是追求短時間內記住所有細節。當然,如果是一篇論文,建議看英文原版還是有好處的。 STM32處理器進入國內市場時候,ST官方(或者第三方)的推廣工作做的非常好。翻譯了大量的英文文檔,迎合了國內的很多工程師的思維。 學習的時候,關注兩個比較重要的文檔:《STM32F103xxx參考手冊》,《STM32固件庫使用手冊》。這是針對有充足的時間、精力的同學,建議去下載需要查閱的文檔,以獲取更多信息。 閱讀《STM32F103xxx參考手冊》,一定要注意,不需要全部閱讀——沒有時間的。建議選讀,但是前幾章必讀。存儲器和總線架構、電源控制、備份寄存器、復位和時鐘控制,通用和復用功能I/O,中斷和時間等等前幾章一定要花時間閱讀。 后面章節,講述的是具體的功能模塊設計。如果我們用到哪個模塊,就可以去閱讀哪個模塊。比如在使用AD的時候,就需要去閱讀第10章ADC。其他不舉例。相信每個初學者都有自己的研究方向和判斷。 閱讀《STM32固件庫使用手冊》,主要是為了簡化編程。STM32給我們提供了一個非常好的固件函數庫,我們只要去調用即可。當然,我們也可以不去碰這些固件庫——傳說使用它會使得代碼效率變低,是有道理的。網絡上也出現了很多網友自己寫的代碼,沒有使用帶固件庫函數。如何取舍,在于您的選擇。 這里我主要強調的是,閱讀《STM32固件庫使用手冊》的時候,前面幾章也是必須閱讀的。比如第一章文檔和庫規范中的命名規則,編碼規則,這些都是需要注意的。第二章是最關鍵的,希望大家熟讀。第二章描述了固件庫的架構,我們如何去使用固件庫的步驟等。有了第二章的基礎,我們就可以借助固件庫寫出自己的代碼了。第四章開始之后,就可以根據大家的需要來閱讀。實際上,后續的章節,都是描述某個模塊有什么什么函數,每個函數如何使用等。 關于后面的章節,建議對GPIO庫函數、中斷部分庫函數、復位和時鐘設置的庫函數要比較熟悉,因為平時經常會用到。 以上提到的這兩個文檔,已經足夠您看的了,呵呵。希望您能從中獲取大量的STM32基礎知識。
設定一個不錯的兩周入門計劃
(1)這里所謂的“入門”,指的是能理解并掌握一些常用的STM32外設,真正想掌握一款處理器,兩周根本說明不了什么問題。只能說,你已經有所了解了。但是,這對我們初學者來說已經足夠了。 (2)這里所謂的“兩周”,根據每個人的時間安排不同而不同。 如果您每天有充足的時間學習,那么可以規定自己盡快地能獨立地進行簡單的STM32開發。 如果您每天只有業余時間來學習STM32,建議根據您的具體情況安排時間。畢竟計劃時間如果安排太緊,反而收不到良好的效果,只能進入惡性循環,這是我們要避免的。 但是建議,不管您有無充足的時間,都必須給自己做一個計劃!! 這里列出一個思路,僅供參考。步驟一,安裝完STM32學習的軟件,比如J-Link、Keil for ARM(MDK)、ISP(如果需要從串口下載的話)。這些軟件安裝的詳細步驟,可以參考我們推出的相應教程進行。 步驟二,挑選部分例程的HEX,比如LED燈的例程HEX文件,下載到芯達STM32開發板中,觀察兩個LED燈的閃爍情況。這部分的操作,可以參考我們推出的相應的教程進行。 實際上,以上兩個步驟,是為了熟悉要使用的工具軟件而已。屬于找感覺的階段。其實我們還沒開始STM32的學習呢! 步驟三,準備幾個常用的文檔,比如《STM32的用戶手冊》,《STM32固件庫使用手冊》等文檔。用于平時查閱。這些文檔,在光盤中的芯片手冊目錄中均可找到。 步驟四,開始查看例程的編寫,看看例程是如何寫的,自己可否修改下例程,達到自己想要的效果呢? 步驟五,Ucos-II的移植,是否需要試一下? 恭喜你,至此,你已經可以自如進行獨立的開發了。最后一步,給自己一個目標(項目),把它實現出來! 再次強調,以上只是一個學習STM32的思路,供大家參考。下面列出了前面關鍵的步驟,希望大家能盡快入門。 第1步:熟悉調試軟件 對初學者來說,我們至少需要安裝兩個軟件:J-Link驅動軟件、MDK(就是原來的Keil)軟件。 這兩個軟件在安裝軟件的過程可以查看神舟開發板用戶手冊,這里不再重復,大家可以參考我們推出的教程《如何安裝J-Link驅動軟件》以及《如何安裝MDK(Keil)軟件》。如何驗證自己已經熟悉調試軟件的操作了呢?很簡單,神舟STM32開發板光盤里附帶了很多HEX格式的文件,可以選擇一些HEX文件,來觀察運行結果。 該步驟要達到的目標:熟悉調試軟件,如燒寫HEX出現問題,可簡單判別問題所在,并獨立解決。 第2步:GPIO編程 這是第一次接觸固件庫的編程,一定要硬著頭皮去了解固件庫。建議大家盡量去用固件庫。而不是避開固件庫自己寫代碼——這樣只能在學習中才會發生。實際的項目中,代碼成百上千個,如何一個一個自己寫?調用固件庫中的函數來完成,才是王者之道。
GPIO本身的編程實際上很簡單
1、設置GPIO口的引腳為輸入或者輸出模式。我們在進行點燈代碼的時候,一般設置為推挽輸出模式。 2、操作寄存器,往寄存器里置1或者清零操作——這個步驟,固件庫已經提供了專門的GPIO_SetBits函數和GPIO_ResetBits函數,我們只要去調用即可實現對IO口的置1和清零。 3、實現多種花樣的LED閃動,使得自己熟悉GPIO的編程過程。 該步驟要達到的目標:熟悉調試軟件,如燒寫HEX出現問題,可簡單判別問題所在,并獨立解決。 第3步:開始全新的STM32深入研究 經過以上調試軟件的熟悉和GPIO口的編程調試后,相信您已經對STM32有一定的了解。 至少知道如何利用STM32的固件庫去寫一個代碼。在這個階段,將要接觸到串口編程、TFT液晶屏驅動編程、定時器編程、串行外設接口SPI編程、存儲器編程、SD卡與文件系統移植、USB讀寫、UCOS移植等,有精力還可以研究其他外設。
GPIO的8種工作模式詳解
推挽輸出
可以輸出高、低電平,連接數字器件;推挽結構一般是指兩個三極管分別受兩個互補信號的控制,總是在一個三極管導通的時候另一個截止。高低電平由IC的電源決定。 推挽電路是兩個參數相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負責正負半周的波形放大任務,電路工作時,兩只對稱的功率開關管每次只有一個導通,所以導通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流,也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力,又提高開關速度。
開漏輸出
輸出端相當于三極管的集電極,要得到高電平狀態需要上拉電阻才行。適合于做電流型的驅動,其吸收電流的能力相對強(一般20mA以內)。開漏形式的電路有以下幾個特點: 1、利用外部電路的驅動能力,減少IC內部的驅動。當IC內部MOSFET導通時,驅動電流是從外部的VCC流經上拉電阻、MOSFET到GND。IC內部僅需很小的柵極驅動電流。 2、一般來說,開漏是用來連接不同電平的器件,匹配電平用的,因為開漏引腳不連接外部的上拉電阻時,只能輸出低電平,如果需要同時具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的一個優點是通過改變上拉電源的電壓,便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。(上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉換的速度。阻值越大,速度越低功耗越小,所以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。) 3、開漏輸出提供了靈活的輸出方式,但是也有其弱點,就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電,所以當電阻選擇小時延時就小,但功耗大;反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。 4、可以將多個開漏輸出連接到一條線上。通過一只上拉電阻,在不增加任何器件的情況下,形成“與邏輯”關系,即“線與”。可以簡單的理解為:在所有引腳連在一起時,外接一上拉電阻,如果有一個引腳輸出為邏輯0,相當于接地,與之并聯的回路“相當于被一根導線短路”,所以外電路邏輯電平便為0,只有都為高電平時,與的結果才為邏輯1。 關于推挽輸出和開漏輸出,最后用一幅最簡單的圖形來概括:該圖中左邊的便是推挽輸出模式,其中比較器輸出高電平時下面的PNP三極管截止,而上面NPN三極管導通,輸出電平VS+;當比較器輸出低電平時則恰恰相反,PNP三極管導通,輸出和地相連,為低電平。右邊的則可以理解為開漏輸出形式,需要接上拉。
浮空輸入
對于浮空輸入,一直沒找到很權威的解釋,只好從以下圖中去理解了
由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入,結合圖上的輸入部分電路,我理解為浮空輸入狀態下,IO的電平狀態是不確定的,完全由外部輸入決定,如果在該引腳懸空的情況下,讀取該端口的電平是不確定的。
上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入
這幾個概念很好理解,從字面便能輕易讀懂。
復用開漏輸出、復用推挽輸出
可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況(即并非作為通用IO口使用)
總結在STM32中選用IO模式
1、浮空輸入GPIO_IN_FLOATING ——浮空輸入,可以做KEY識別,RX1
2、帶上拉輸入GPIO_IPU——IO內部上拉電阻輸入
3、帶下拉輸入GPIO_IPD—— IO內部下拉電阻輸入
4、模擬輸入GPIO_AIN ——應用ADC模擬輸入,或者低功耗下省電
5、開漏輸出GPIO_OUT_OD ——IO輸出0接GND,IO輸出1,懸空,需要外接上拉電阻,才能實現輸出高電平。當輸出為1時,IO口的狀態由上拉電阻拉高電平,但由于是開漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變為低電平或不變。可以讀IO輸入電平變化,實現C51的IO雙向功能
6、推挽輸出GPIO_OUT_PP ——IO輸出0-接GND, IO輸出1 -接VCC,讀輸入值是未知的
7、復用功能的推挽輸出GPIO_AF_PP ——片內外設功能(I2C的SCL,SDA)
8、復用功能的開漏輸出GPIO_AF_OD——片內外設功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
STM32設置實例
1、模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD,接上拉電阻,能夠正確輸出0和1;讀值時先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以讀IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);
2、如果是無上拉電阻,IO默認是高電平;需要讀取IO的值,可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD;
通常有5種方式使用某個引腳功能
它們的配置方式如下:
1、作為普通GPIO輸入:根據需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入,同時不要使能該引腳對應的所有復用功能模塊。
2、作為普通GPIO輸出:根據需要配置該引腳為推挽輸出或開漏輸出,同時不要使能該引腳對應的所有復用功能模塊。
3、作為普通模擬輸入:配置該引腳為模擬輸入模式,同時不要使能該引腳對應的所有復用功能模塊。
4、作為內置外設的輸入:根據需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入,同時使能該引腳對應的某個復用功能模塊。
5、作為內置外設的輸出:根據需要配置該引腳為復用推挽輸出或復用開漏輸出,同時使能該引腳對應的所有復用功能模塊。
注意如果有多個復用功能模塊對應同一個引腳,只能使能其中之一,其它模塊保持非使能狀態。比如要使用STM32F103VBT6的47、48腳的USART3功能,則需要配置47腳為復用推挽輸出或復用開漏輸出,配置48腳為某種輸入模式,同時使能USART3并保持I2C2的非使能狀態。如果要使用STM32F103VBT6的47腳作為TIM2_CH3,則需要對TIM2進行重映射,然后再按復用功能的方式配置對應引腳。
轉自:嵌入式ARM
原文標題:STM32:從菜鳥到牛人就是如此簡單!
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原文標題:STM32:從菜鳥到牛人就是如此簡單!
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