正点原子miniStm32F103

alientek miniSTM32 v3版开发板MCU为STM32F103RCT6，主频72MHz，48KB SRAM，256KB 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接口和51个通用IO口。

注：正点原子精英版和战舰版的芯片都为STM32F103ZET6，144Pin，512KB Flash，64KB SRAM，主频72MHz。

注：ST定义的Flash大小规格：小容量（FLASH<=32K)，中容量（64K<=FLASH<=128K），大容量（256K<=FLASH）

BOOT0、BOOT1用于设置stm32启动方式：

BOOT0	BOOT1	启动模式	说明
0	X	用户闪存存储器	Flash启动
1	0	系统存储器	系统存储器启动，用于串口下载
1	1	SRAM启动	SRAM启动，用于SRAM中调试代码

一般情况下（即标准的 ISP 下载步骤） 如果我们想用用串口下载代码，则必须先配置 BOOT0 为 1， BOOT1 为 0， 然后按复位键，最后再通过程序下载代码，下载完以后又需要将 BOOT0 设置为 GND，以便每次复位后都可以运行用户代码。可以看到，这个标准的 ISP 步骤还是很繁琐的，跳线帽跳来跳去，还要手动复位，所以 ALIENTEK 为 STM32 的串口下载专门设计了一键下载电路，通过串口的 DTR 和 RTS 信号，来自动控制 RST(复位)和BOOT0，因此不需要用户来手动切换状态，直接串口下载软件自动控制，可以非常方便的下载代码。

重点关注：时钟、GPIO、中断、DMA、串口、ADC

一、基础

AHB：Advanced High-performance Bus，高速总线，用来接高速外设的。

APB：Advanced Peripheral Bus，低速总线，连接低速外设。

AHB和APB通过bridge连接，bridge相当于一个高速的AHB slave。

 

二、工具使用

2.1 STLink使用

先连接USB_232给板卡供电，之后再连接STLink，设置MDK调试。

 

三、时钟

STM32有5个时钟源：HSI，HSE，LSI，LSE，PLL

①HSI（High speed internal oscillator clock）是高速内部时钟， RC振荡器， 频率为8MHz。

②HSE（High speed inexternal oscillator clock）是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为 4MHz~16MHz。开发板接的是8M的晶振。

③LSI是低速内部时钟， RC 振荡器，频率为 40kHz。 独立看门狗的时钟源只能是 LSI，同时 LSI 还可以作为 RTC 的时钟源。

④LSE是低速外部时钟，接频率为 32.768kHz 的石英晶体。 这个主要是 RTC 的时钟源。

⑤PLL（Phase Locked Loop）为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为 HSI/2、 HSE 或者 HSE/2。倍频可选择为2~16 倍，但是其输出频率最大不得超过 72MHz。

系统时钟SYSCLK可来源于三个时钟源：

1）HSI振荡器时钟；

2）HSE振荡器时钟；

3）PLL时钟。 注：任何一个外设在使用前，必须首先使能其相应的时钟。

四、GPIO

STM32F103RCT6，一共有4组IO口，一共16x3 + 3 = 51个IO，GPIOA0~A15，GPIOB0~B15，GPIOC0~C15，GPIOD0~D2。

每组GPIO端口的寄存器包括：

• 两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL ，GPIOx_CRH) ，
• 两个32位数据寄存器 (GPIOx_IDR端口输入数据寄存器和GPIOx_ODR端口输出数据寄存器)，
• 一个32位置位/ 清除寄存器(GPIOx_BSRR)，
• 一个16位清除寄存器(GPIOx_BRR)，
• 一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。

 

五、中断

NVIC：Nested Vectored Interrupt Controller，内嵌向量中断控制器。

CM3 内核支持 256 个中断，其中包含了 16 个内核中断和 240 个外部中断，并且具有 256级的可编程中断设置。STM32F103 系列只有60个可屏蔽中断，16级可编程的中断优先级。

注：一般情况下，系统代码执行过程中，只设置一次中断优先级分组，比如分组2，设置好后一般不会再改变分组。随意改变分组会导致中断管理混乱，程序出现意想不到的执行结果。

中断优先级设置的步骤：

1. 系统运行开始的时候设置中断分组。确定组号，也就是确定抢占优先级和子优先级的分配位数。调用函数为 NVIC_PriorityGroupConfig();

2. 设置所用到的中断的中断优先级别。对每个中断调用函数为 NVIC_Init();

外部中断

STM32的每个IO都可以作为外部中断输入。STM32的中断控制器支持19个外部中断/事件请求：

线0~15：对应外部IO口的输入中断，线16：连接到PVD输出，线17：连接到RTC闹钟事件，线18：连接到USB唤醒事件。

 

六、串口

串口配置的一般步骤：

1）串口时钟使能，GPIO时钟使能：RCC_APB2PeriphClockCmd();

2）串口复位：USART_Deinit();这一步不是必须的

3）GPIO端口模式设置：GPIO_Init();

4）串口参数初始化：USART_Init();

5）开启中断并且初始化NVIC_Init();USART_ITConfig(); (如果需要开启中断才需要这个步骤）。

6）使能串口：USART_Cmd()

7）编写中断处理函数：USARTx_IRQHandler()

8）串口数据收发：void USART_SendData() uint16_t USART_ReceiveData();

9）串口传输状态获取：FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

void USART_ClearTPendingBit(USART_Typedef* USARTx, uint16_t USART_IT);

#include "sys.h"

void uart_init(u32 band)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
    USART_DeInit(USART1);
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
    USART_InitStruct.USART_BaudRate = band;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    USART_InitStruct.USART_Parity =USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void USART1_IRQHandler()
{
    u8 res;
    
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE)){
        res = USART_ReceiveData(USART1);
        USART_SendData(USART1, res);
    }
}
    
int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    
    uart_init(115200);

    while(1);

    return 0;
}

七、DMA

STM32最多有2个DMA控制器，DMA1有7个通道，DMA2有5个通道。每个通道专门用来管理来自于一个或多个外设对寄存器访问的请求。还有一个仲裁器来协调各个DMA请求的优先权。

配置DMA通道x的过程(x代表通道号)：

1） 在DMA_CPARx寄存器中设置外设寄存器的地址。发生外设数据传输请求时，这个地址将是数据传输的源或目标。

2） 在DMA_CMARx寄存器中设置数据存储器的地址。发生外设数据传输请求时，传输的数据将从这个地址读出或写入这个地址。

3） 在DMA_CNDTRx寄存器中设置要传输的数据量。在每个数据传输后，这个数值递减。

4） 在DMA_CCRx寄存器的PL[1:0]位中设置通道的优先级。

5） 在DMA_CCRx寄存器中设置数据传输的方向、循环模式、外设和存储器的增量模式、外设和存储器的数据宽度、传输一半产生中断或传输完成产生中断。

6） 设置DMA_CCRx寄存器的ENABLE位，启动该通道。

一旦启动了DMA通道，它即可响应连到该通道上的外设的DMA请求。当传输一半的数据后，半传输标志(HTIF)被置1，当设置了允许半传输中断位(HTIE)时，将产生一个中断请求。在数据传输结束后，传输完成标志(TCIF)被置1，当设置了允许传输完成中断位(TCIE)时，将产生一个中断请求。

DMA寄存器

DMA中断状态寄存器(DMA_ISR)

DMA中断标志清除寄存器(DMA_IFCR)

DMA通道x配置寄存器(DMA_CCRx)(x = 1…7)

DMA通道x传输数量寄存器(DMA_CNDTRx)(x = 1…7) Number of data to transfer

DMA通道x外设地址寄存器(DMA_CPARx)(x = 1…7)

DMA通道x存储器地址寄存器(DMA_CMARx)(x = 1…7)