第2章STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)和最小系統(tǒng)課件

退出嵌入式單片機(jī)原理及應(yīng)用退出嵌入式單片機(jī)原理及應(yīng)用11ARM嵌入式系統(tǒng)概述2STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)和最小系統(tǒng)

3基于標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

4STM32通用輸入輸出GPIO5STM32外部中斷6STM32通用定時(shí)器7STM32通用同步/異步收發(fā)器USART8直接存儲(chǔ)器存取DMA9STM32的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC10STM32的集成電路總線I2C11

STM32的串行外設(shè)接口SPI1ARM嵌入式系統(tǒng)概述2第2章STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)和最小系統(tǒng)2.1

STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)

STM32系列命名規(guī)則、LQFP64（64引腳貼片）封裝的STM32F103芯片2.2STM32F103總線和存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 總線結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、位帶2.3時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、啟動(dòng)配置2.4最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)退出第2章STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)和最小系統(tǒng)2.1STM32F32.1STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)

STM32F103系列芯片包括從36腳至100腳不同封裝形式,STM32系列命名遵循一定的規(guī)則:退出芯片類型：F——通用快閃，L——低電壓（1.65～3.6V），W——無線系統(tǒng)芯片。103——ARMCortex-M3內(nèi)核，增強(qiáng)型；050——ARMCortex-M0內(nèi)核；101——ARMCortex-M3內(nèi)核，基本型；102——ARMCortex-M3內(nèi)核，USB基本型；105—ARMCortex-M3內(nèi)核，USB互聯(lián)網(wǎng)型；107——ARMCortex-M3內(nèi)核，USB互聯(lián)網(wǎng)型、以太網(wǎng)型；215/217——ARMCortex-M3內(nèi)核，加密模塊；405/407——ARMCortex-M4內(nèi)核，不加密模塊等。引腳數(shù)目：R——64PIN，F(xiàn)——20PIN，G——28PIN；K——32PIN，T——36PIN，H——40PIN，C——48PIN，U——63PIN，O——90PIN，V——100PIN，Q——132PIN，Z——144PIN，I——176PIN。B——128KBFlash（中容量），4——16KBFlash（小容量），6——32KBFlash（小容量），8——64KBFlash（中容量），C——256KBFlash（大容量），D——384KBFlash（大容量），E——512KBFlash（大容量），F(xiàn)——768KBFlash（大容量），G——1MKBFlash（大容量）。封裝信息：T——LQFP，H——BGA，U——VFQFPN，Y——WLCSP。工作溫度范圍：6——-40℃~85℃（工業(yè)級(jí)），7——-40℃~105℃（工業(yè)級(jí)）。2.1STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)退出芯片類型：42.1STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)

1.芯片系列：STM32代表ST品牌Cortex-Mx系列內(nèi)核（ARM）的32位MCU。2.芯片類型：F——通用快閃，L——低電壓（1.65～3.6V），W——無線系統(tǒng)芯片。3.芯片子系列：103——ARMCortex-M3內(nèi)核，增強(qiáng)型；050——ARMCortex-M0內(nèi)核；101——ARMCortex-M3內(nèi)核，基本型；102——ARMCortex-M3內(nèi)核，USB基本型；105—ARMCortex-M3內(nèi)核，USB互聯(lián)網(wǎng)型；107——ARMCortex-M3內(nèi)核，USB互聯(lián)網(wǎng)型、以太網(wǎng)型；215/217——ARMCortex-M3內(nèi)核，加密模塊；405/407——ARMCortex-M4內(nèi)核，不加密模塊等。4.引腳數(shù)目：R——64PIN，F(xiàn)——20PIN，G——28PIN；K——32PIN，T——36PIN，H——40PIN，C——48PIN，U——63PIN，O——90PIN，V——100PIN，Q——132PIN，Z——144PIN，I——176PIN。5.Flash容量：B——128KBFlash（中容量），4——16KBFlash（小容量），6——32KBFlash（小容量），8——64KBFlash（中容量），C——256KBFlash（大容量），D——384KBFlash（大容量），E——512KBFlash（大容量），F(xiàn)——768KBFlash（大容量），G——1MKBFlash（大容量）。6.封裝信息：T——LQFP，H——BGA，U——VFQFPN，Y——WLCSP。7.工作溫度范圍：6——-40℃~85℃（工業(yè)級(jí)），7——-40℃~105℃（工業(yè)級(jí)）。8.可選項(xiàng)：此部分可以沒有，可以用于標(biāo)示內(nèi)部固件版本號(hào)。

退出2.1STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)退出52.1STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)

退出1.電源：VDD_x(x=1,2,3,4)、VSS_x(x=1,2,3,4):2.0-3.6;2.4-3.6VBAT:1.8-3.6VDDA,VSSA:ADC專用2.復(fù)位：NRST，低電平3.時(shí)鐘控制：OSC_IN,OSC_OUT:4-16MHzOSC32_IN,OSC32_OUT:32.768kHz4.啟動(dòng)配置：BOOT0,BOOT1配置啟動(dòng)模式5.輸入輸出口：PAx(x=0,1,2,…,15)、PBx(x=0,1,2,…,15)、PCx(x=0,1,2,…,15)、PD2?？勺鳛橥ㄓ幂斎胼敵?，還可經(jīng)過配置實(shí)現(xiàn)特定的第二功能，如ADC、USART、I2C、SPI等。2.1STM32F103微控制器外部結(jié)構(gòu)退出1.電源62.2

STM32F103總線和存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)2.2STM32F103總線和存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)72.2.1系統(tǒng)總線構(gòu)架四個(gè)主動(dòng)單元：Cortex-M3內(nèi)核的ICode總線（I-bus）、DCode總線（D-bus）、System總線（S-bus）和通用DMA（GP-DMA）。三個(gè)被動(dòng)單元：內(nèi)部SRAM、內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器、AHB到APB的橋（AHB2APBx，連接所有的APB設(shè)備）。2.2.1系統(tǒng)總線構(gòu)架四個(gè)主動(dòng)單元：Cortex-M3內(nèi)8STM32F10x處理器總線結(jié)構(gòu)STM32F10x處理器總線結(jié)構(gòu)9總線結(jié)構(gòu)中各單元的功能ICode總線：將Flash存儲(chǔ)器指令接口與Cortex-M3內(nèi)核的指令總線相連接，用于指令預(yù)取；DCode總線：將Flash存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)接口與Cortex-M3內(nèi)核的DCode總線相連接，用于常量加載和調(diào)試訪問；System總線：將Cortex-M3內(nèi)核的System總線（外設(shè)總線）連接到總線矩陣；總線結(jié)構(gòu)中各單元的功能ICode總線：將Flash存儲(chǔ)10總線結(jié)構(gòu)中各單元的功能DMA總線：將DMA的AHB主控接口與總線矩陣相連；總線矩陣：用于連接三個(gè)主動(dòng)單元部件和三個(gè)被動(dòng)單元,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和仲裁Cortex-M3內(nèi)核和DMA對(duì)SRAM的訪問，仲裁采用輪換算法。AHB/APB橋：兩個(gè)AHB/APB橋在AHB和2個(gè)APB總線之間提供完全同步連接。總線結(jié)構(gòu)中各單元的功能DMA總線：將DMA的AHB主11第2章STM32單片機(jī)結(jié)構(gòu)和最小系統(tǒng)ppt課件122.3

時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、啟動(dòng)配置2.3時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、啟動(dòng)配置13

在STM32中有5個(gè)時(shí)鐘源，分別為HSI、HSE、LSE、LSI、PLL1.HSI：高速內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)8MHz

通過8MHz的內(nèi)部RC振蕩器產(chǎn)生，并且可被直接用做系統(tǒng)時(shí)鐘，或者經(jīng)過2分頻后作為PLL的輸入。2.HSE：高速外部時(shí)鐘信號(hào)4-25MHz

可以通過外部直接提供時(shí)鐘，從OSC_IN輸入，或使用外部陶瓷/晶體諧振器。HSI比HSE有更快的啟動(dòng)時(shí)間，但頻率精確度沒有外部晶體振蕩器高。3.LSE：低速外部時(shí)鐘信號(hào)32.768KHZ

振蕩器是一個(gè)32.768KHz的低速外部晶體/陶瓷振蕩器，它為RTC或其它功能提供低功耗且精確的時(shí)鐘源。4.LSI：低速內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)30-60KHz

LSIRC擔(dān)當(dāng)一個(gè)低功耗時(shí)鐘源的角色，它可以在停機(jī)和待機(jī)模式下保持運(yùn)行，為獨(dú)立看門狗和自動(dòng)喚醒單元提供時(shí)鐘。5.PLL：鎖相環(huán)倍頻輸出

用來倍頻HIS或者HSE，時(shí)鐘輸入源可選擇為HSI/2、HSE或者HSE/2，倍頻可選擇為2～16倍，但是其輸出頻率最大不得超過72MHz。2.3.1時(shí)鐘控制在STM32中有5個(gè)時(shí)鐘源，分別為HSI、H14

STM32F10x支持電源復(fù)位、系統(tǒng)復(fù)位、和備份區(qū)域復(fù)位三種復(fù)位形式。2.3.2

復(fù)位2.3.3啟動(dòng)配置

STM32F103x因?yàn)楣潭ǖ拇鎯?chǔ)器映像，代碼區(qū)始終從地址0x00000000開始，通過ICode和DCode總線訪問。啟動(dòng)之后，CPU從地址0x00000000獲取堆棧頂?shù)牡刂罚膯?dòng)存儲(chǔ)器的0x00000004指示的地址開始執(zhí)行代碼。而數(shù)據(jù)區(qū)（SARM）始終從地址0x20000000開始，通過系統(tǒng)總線訪問。

STM32F103x的CPU始終從ICode總線獲取復(fù)位向量，即啟動(dòng)僅適合于從代碼區(qū)開始。而常用的程序代碼存放在Flash中，因此最典型的是從Flash啟動(dòng)。

STM32F103微控制器實(shí)現(xiàn)了一個(gè)特殊的機(jī)制，系統(tǒng)可以不僅僅從Flash存儲(chǔ)器啟動(dòng)，還可以從系統(tǒng)存儲(chǔ)器或內(nèi)置SRAM啟動(dòng)。STM32F10x支持電源復(fù)位、系統(tǒng)復(fù)位、和152.4

最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型的最小系統(tǒng)由微控制器芯片、供電電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、啟動(dòng)配置電路和程序下載電路構(gòu)成2.4最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)典型的最小系統(tǒng)由微控制器芯片、供電電路、162.4最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.4171.電源：STM32F103系列微控制器的工作電壓在+2.0V~+3.6V之間。由于常用電源為5V，必須采用轉(zhuǎn)換電路把5V電壓轉(zhuǎn)換為2~3.6之間。電源轉(zhuǎn)換芯片REG1117-3.3是一款正電壓輸出的低壓降三端線性穩(wěn)壓電路，輸入5V電壓，輸出固定的3.3V電壓2.時(shí)鐘：時(shí)鐘通常由晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振）產(chǎn)生，圖2-9中時(shí)鐘部分提供了兩個(gè)時(shí)鐘源，Y1是32.768kHz晶振，為RTC提供時(shí)鐘。Y2是8MHz晶振，為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)鐘。3.復(fù)位：采用按鍵和保護(hù)電阻電容構(gòu)成復(fù)位電路，按下按鍵將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位，具體電路如圖2-9中復(fù)位部分所示。1.電源：STM32F103系列微控制器的工作電壓在+2.184.啟動(dòng)模式：?jiǎn)?dòng)模式由BOOT0和BOOT1選擇，為了便于設(shè)置，BOOT0接電平，并且和BOOT1通過2X2插針相連，通過跳線可以配置三種不同啟動(dòng)模式。5.下載：JTAG是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試?，F(xiàn)在多數(shù)的高級(jí)器件都支持JTAG協(xié)議，如ARM、DSP、FPGA器件等。采用4線的JTAG下載方式，有效節(jié)省IO口。4.啟動(dòng)模式：?jiǎn)?dòng)模式由BOOT0和BOOT1選擇，為了便196.IO口：所有IO通過插針引出，方便擴(kuò)展。大部分IO具有