嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

STM32嵌入式微控器

快速上手1參考資料2考試形式總成績(jī)=實(shí)驗(yàn)40%+平時(shí)10%+期末50%實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1-17周,雙周周五上午8:00實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：電子樓1193主要內(nèi)容

1.嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.STM32簡(jiǎn)介

3.教學(xué)開(kāi)發(fā)板

4.工程模板的建立41.嵌入式系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.1嵌入式系統(tǒng)定義1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)1.3嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)1.4嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用1.5嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展1.6通用計(jì)算機(jī)與嵌入式系統(tǒng)對(duì)比51.1嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)（Embeddedsystem），是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”，根據(jù)英國(guó)電器工程師協(xié)會(huì)（U.K.InstitutionofElectricalEngineer）的定義，嵌入式系統(tǒng)為“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。與個(gè)人計(jì)算機(jī)這樣的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預(yù)先定義的任務(wù)。由于嵌入式系統(tǒng)只針對(duì)一項(xiàng)特殊的任務(wù)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)λM(jìn)行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進(jìn)行大量生產(chǎn)，所以單個(gè)的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大。61.1嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)的核心是由一個(gè)或幾個(gè)預(yù)先編程好以用來(lái)執(zhí)行少數(shù)幾項(xiàng)任務(wù)的微處理器或者單片機(jī)組成。與通用計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行用戶(hù)選擇的軟件不同，嵌入式系統(tǒng)上的軟件通常是暫時(shí)不變的，所以經(jīng)常稱(chēng)為“固件”。國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一般而言，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)架可以分成四個(gè)部分：處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出（I/O）和軟件。71.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征：（1）系統(tǒng)內(nèi)核小。由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，所以?xún)?nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。

內(nèi)核，是一個(gè)操作系統(tǒng)的核心。是基于硬件的第一層軟件擴(kuò)充，提供操作系統(tǒng)的最基本的功能，是操作系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。（2）專(zhuān)用性強(qiáng)。嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。同時(shí)針對(duì)不同的任務(wù)，往往需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的“升級(jí)”是完全兩個(gè)概念。81.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（3）系統(tǒng)精簡(jiǎn)。嵌入式系統(tǒng)一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過(guò)于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。（4）高實(shí)時(shí)性。高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求。而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度；軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。（5）多任務(wù)的操作系統(tǒng)。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)要想走向標(biāo)準(zhǔn)化，就必須使用多任務(wù)的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序可以沒(méi)有操作系統(tǒng)而直接在芯片上運(yùn)行；但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)，利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及專(zhuān)家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶(hù)必須自行選配RTOS(RealTimeOperatingSystem)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。91.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（6）專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境。由于其本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶(hù)通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的概念，主機(jī)用于程序的開(kāi)發(fā)，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)，開(kāi)發(fā)時(shí)需要交替結(jié)合進(jìn)行。

【自舉（bootstrapping）一詞來(lái)自于人都是靠自身的“自舉”機(jī)構(gòu)站立起來(lái)的這一思想。計(jì)算機(jī)必須具備自舉能力將自己所有的元件激活，以便能完成加載操作系統(tǒng)這一目的，然后再由操作系統(tǒng)承擔(dān)起那些單靠自舉代碼無(wú)法完成的更復(fù)雜的任務(wù)。自舉只有兩個(gè)功能：加電自檢和磁盤(pán)引導(dǎo)?！?01.3嵌入式系統(tǒng)的分類(lèi)

（1）體系結(jié)構(gòu)。普林斯頓結(jié)構(gòu)（馮·諾依曼結(jié)構(gòu)）和哈佛結(jié)構(gòu)（2）指令集。CISC（復(fù)雜指令系統(tǒng)）和RISC（精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)）（見(jiàn)表1-2,P4）（3）嵌入式處理器種類(lèi)。一般可以將嵌入式處理器分成4類(lèi)，即嵌入式微處理器(MicroProcessor

Unit，MPU)嵌入式微控制器(MicroControllerUnit，MCU單片機(jī))嵌入式DSP處理器(Digital

SignalProcessor，DSP)嵌入式片上系統(tǒng)(SystemOnChip，SoC)

（見(jiàn)表1-3,P5）11馮·諾依曼結(jié)構(gòu)：?jiǎn)我淮鎯?chǔ)、統(tǒng)一編址、分時(shí)復(fù)用12哈佛結(jié)構(gòu)：分開(kāi)存儲(chǔ)、獨(dú)立編址、兩倍帶寬、效率更高13CISCvsRISC141.4嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用（1）工業(yè)控制基于嵌入式芯片的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，目前已經(jīng)有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)化是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力資源主要途徑，如工業(yè)過(guò)程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)、石油化工系統(tǒng)。就傳統(tǒng)的工業(yè)控制產(chǎn)品而言，低端型采用的往往是8位單片機(jī)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，32位、64位的處理器逐漸成為工業(yè)控制設(shè)備的核心，在未來(lái)幾年內(nèi)必將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。（2）交通管理在車(chē)輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測(cè)與汽車(chē)服務(wù)方面，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，內(nèi)嵌GPS模塊、GSM模塊的移動(dòng)定位終端已經(jīng)在各種運(yùn)輸行業(yè)獲得了成功的使用。目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭，只需要幾千元，就可以隨時(shí)隨地找到你的位置。151.4嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用（3）信息家電這將稱(chēng)為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域，冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化將引領(lǐng)人們的生活步入一個(gè)嶄新的空間。即使你不在家里，也可以通過(guò)電話線、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在這些設(shè)備中，嵌入式系統(tǒng)將大有用武之地。（4）家庭智能管理系統(tǒng)水、電、煤氣表的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，安全防火、防盜系統(tǒng)，其中嵌有的專(zhuān)用控制芯片將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢查，并實(shí)現(xiàn)更高，更準(zhǔn)確和更安全的性能。目前在服務(wù)領(lǐng)域，如遠(yuǎn)程點(diǎn)菜器等已經(jīng)體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。（5）POS網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)公共交通無(wú)接觸智能卡(ContactlessSmartcard,CSC)發(fā)行系統(tǒng)，公共電話卡發(fā)行系統(tǒng)，自動(dòng)售貨機(jī)，各種智能ATM終端將全面走入人們的生活，到時(shí)手持一卡就可以行遍天下。161.4嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用（6）環(huán)境工程與自然水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測(cè)、堤壩安全，地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測(cè)。在很多環(huán)境惡劣，地況復(fù)雜的地區(qū)，嵌入式系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)測(cè)。（7）國(guó)防與航天嵌入式芯片的發(fā)展將使機(jī)器人在微型化，高智能方面優(yōu)勢(shì)更加明顯，同時(shí)會(huì)大幅度降低機(jī)器人的價(jià)格，使其在工業(yè)領(lǐng)域和服務(wù)領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。171.5嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展縱觀嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程，大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段：以嵌入式微處理器為基礎(chǔ)的初級(jí)嵌入式系統(tǒng)以嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的中級(jí)嵌入式系統(tǒng)以Internet和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)為標(biāo)志的高級(jí)嵌入式系統(tǒng)

18發(fā)展趨勢(shì)嵌入式技術(shù)與Internet技術(shù)的結(jié)合正在推動(dòng)著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，為嵌入式市場(chǎng)展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn)，未來(lái)嵌入式系統(tǒng)的幾大發(fā)展趨勢(shì)：（1）嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成了一項(xiàng)系統(tǒng)工程，開(kāi)發(fā)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還要提供強(qiáng)大的硬件開(kāi)發(fā)工具和軟件支持包。（2）網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著Internet技術(shù)的成熟和帶寬的提高而日益突出，以往功能單一的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)。19發(fā)展趨勢(shì)（3）未來(lái)的嵌入式設(shè)備為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，必然要求硬件上提供各種網(wǎng)絡(luò)通信接口。傳統(tǒng)的單片機(jī)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開(kāi)始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，除了支持TCP/IP協(xié)議，還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一種或者幾種，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。軟件方面系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)核支持網(wǎng)絡(luò)模塊，甚至可以在設(shè)備上嵌入Web瀏覽器，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地用各種設(shè)備上網(wǎng)。

（4）精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核，優(yōu)化關(guān)鍵算法，降低功耗和軟硬成本。（5）提供更加友好的多媒體人機(jī)交互界面。201.6通用計(jì)算機(jī)與嵌入式系統(tǒng)對(duì)比21硬件平臺(tái)比較22軟件平臺(tái)比較返回232.STM32簡(jiǎn)介STM32系列基于專(zhuān)為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的ARM

Cortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類(lèi)產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶(hù)的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K～128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。242.STM32簡(jiǎn)介2.1歷史2.2產(chǎn)品介紹2.3Cortex-M3內(nèi)核2.4應(yīng)用252.1STM32歷史意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)集團(tuán)于1987年6月成立，是由意大利的SGS微電子公司和法國(guó)Thomson半導(dǎo)體公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSONMicroelectronics將公司名稱(chēng)改為意法半導(dǎo)體有限公司,意法半導(dǎo)體是世界最大的半導(dǎo)體公司之一。從成立之初至今，ST的增長(zhǎng)速度超過(guò)了半導(dǎo)體工業(yè)的整體增長(zhǎng)速度。自1999年起，ST始終是世界十大半導(dǎo)體公司之一。2007年6月ST宣布了她的第一款基于Cortex-M3并內(nèi)嵌32K~128K閃存的STM32微控制器系列產(chǎn)品。ARM公司在2004年推出了CM3內(nèi)核，經(jīng)過(guò)5年市場(chǎng)的積累，包括ST公司、TI公司等一些半導(dǎo)體公司推出了基于CM3內(nèi)核的微控制器產(chǎn)品。26ARMARM（AdvancedRISCMachines）是英國(guó)的一家微處理器企業(yè)，也可以認(rèn)為是對(duì)一類(lèi)微處理器的通稱(chēng)，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字。見(jiàn)表1-5（P10）ARM體系結(jié)構(gòu)定義了指令集和基于這一體系結(jié)構(gòu)下處理器的編程模型?；谕瑯芋w系結(jié)構(gòu)可以有多種處理器，每個(gè)處理器性能不同，所面向的應(yīng)用也就不同。ARMv7有三個(gè)分支，即：

A-應(yīng)用分支，面向應(yīng)用，如手持設(shè)備。

R-實(shí)時(shí)分支，面向一般的實(shí)時(shí)控制。

M-微處理機(jī)分支，面向深度嵌入系統(tǒng)。27ARM處理器系列282.2Cortex-M3內(nèi)核Cortex-M3系列微處理器的主要特點(diǎn)如下：（1）Thumb-2指令集架構(gòu)（ISA,InstructionSetArchitecture）。（2）哈佛處理器架構(gòu)，在加載/存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)能夠執(zhí)行指令取指。（3）三級(jí)流水線。（4）32位單周期乘法。（5）具備硬件除法。（6）Thumb狀態(tài)和調(diào)試狀態(tài)。（7）處理模式和線程模式。（8）ISR（InterruptServiceRoutine）的低延遲進(jìn)入和退出。（9）可中斷-可繼續(xù)的LDM/STM（批量傳輸數(shù)據(jù)的指令），PUSH/POP。（10）ARMv6類(lèi)型BE8/LE支持。

（字節(jié)不變式大端模式big-endian/小端模式little-endian）（11）ARMv6非對(duì)齊訪問(wèn)。（12）分支預(yù)測(cè)功能29關(guān)于指令集Cortex－M3處理器采用ARMv7-M架構(gòu)，它包括所有的16位Thumb指令集和基本的32位Thumb-2指令集架構(gòu)，Cortex-M3處理器不能執(zhí)行ARM指令集。Thumb-2在Thumb指令集架構(gòu)（ISA）上進(jìn)行了大量的改進(jìn)，它與Thumb相比，具有更高的代碼密度并提供16/32位指令的更高性能。為兼容數(shù)據(jù)總線寬度為16位的應(yīng)用系統(tǒng)，ARM體系結(jié)構(gòu)除了支持執(zhí)行效率很高的32位ARM指令集以外，同時(shí)支持16位的Thumb指令集。Thumb指令集是ARM指令集的一個(gè)子集，是針對(duì)代碼密度問(wèn)題而提出的，它具有16位的代碼寬度。與等價(jià)的32位代碼相比較，Thumb指令集在保留32位代碼優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，大大的節(jié)省了系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間。30Cortex-M3只支持最新的Thumb-2指令集，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于：免去Thumb和ARM代碼的互相切換，對(duì)于早期的處理器來(lái)說(shuō)，這種切換會(huì)降低性能。Thumb-2指令集的設(shè)計(jì)是專(zhuān)門(mén)面向C語(yǔ)言的，切包括If/Then結(jié)構(gòu)、硬件除法以及本地位域操作。Thumb-2指令集允許用戶(hù)在C代碼層面維護(hù)修改程序。Thumb-2指令集也包含了調(diào)用匯編代碼的功能。綜合以上優(yōu)勢(shì)，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)將更易于實(shí)現(xiàn)，上市時(shí)間也大為縮短。31三級(jí)流水線----取指、譯碼、執(zhí)行32關(guān)于工作狀態(tài)Coretx-M3處理器有2種工作狀態(tài)。Thumb狀態(tài)：這是16位和32位“半字對(duì)齊”的Thumb和Thumb-2指令的執(zhí)行狀態(tài)。調(diào)試狀態(tài)：處理器停止并進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)入該狀態(tài)。33關(guān)于工作模式Cortex-M3處理器支持2種工作模式：線程模式和處理模式。在復(fù)位時(shí)處理器進(jìn)入“線程模式”，異常返回時(shí)也會(huì)進(jìn)入該模式，特權(quán)和用戶(hù)（非特權(quán)）模式代碼能夠在“線程模式”下運(yùn)行。出現(xiàn)異常模式時(shí)處理器進(jìn)入“處理模式”，在處理模式下，所有代碼都是特權(quán)訪問(wèn)的。34關(guān)于中斷Cortex-M3的一個(gè)創(chuàng)新在于嵌套中斷向量控制器（NVIC，NestedVectoredInterruptController），是Cortex-M3內(nèi)部的獨(dú)有集成單元。NVIC提供如下的功能：可嵌套中斷支持向量中斷支持動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)整支持中斷延遲大大縮短中斷可屏蔽35ARM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式36Cortex-M3處理器能夠以小端格式或大端格式訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)字，而訪問(wèn)代碼時(shí)始終使用小端格式。小端格式是ARM處理器默認(rèn)的存儲(chǔ)器格式。372.3產(chǎn)品介紹在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前，意法半導(dǎo)體已經(jīng)推出STM32基本型系列、增強(qiáng)型系列、USB基本型系列、增強(qiáng)型系列；新系列產(chǎn)品沿用增強(qiáng)型系列的72MHz處理頻率。內(nèi)存包括64KB到256KB閃存和20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結(jié)合STM32平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)選擇產(chǎn)品可重新優(yōu)化功能、存儲(chǔ)器、性能和引腳數(shù)量，以最小的硬件變化來(lái)滿足個(gè)性化的應(yīng)用需求。38LQFP也就是薄型QFP（Low-profileQuadFlatPackage）指封裝本體厚度為1.4mm的QFP，是日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)制定的新QFP外形規(guī)格所用的名稱(chēng)。QFP封裝：這種技術(shù)的中文含義叫四方扁平式封裝技術(shù)（QuadFlatPackage），該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的CPU芯片引腳之間距離很小，管腳很細(xì)。一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般都在100以上。該技術(shù)封裝CPU時(shí)操作方便，可靠性高；而且其封裝外形尺寸較小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用；該技術(shù)主要適合用SMT表面貼裝技術(shù)在PCB上安裝布線。39LFBGA封裝：也就是薄型FBGAFBGA（Fine-PitchBallGridArray：細(xì)間距球柵陣列）是一種在底部有焊球的面陣引腳結(jié)構(gòu),使封裝所需的安裝面積接近于芯片尺寸。BGA是英文BallGridArrayPackage的縮寫(xiě),即球柵陣列封裝。402.3產(chǎn)品介紹基本型：STM32F101R6，STM32F101C8，STM32F101R8，STM32F101V8，STM32F101RB，STM32F101VB增強(qiáng)型：STM32F103C8，STM32F103R8，STM32F103V8，STM32F103RB，STM32F103VB，STM32F103VE，STM32F103ZE41STM32型號(hào)的說(shuō)明以STM32F103RBT6這個(gè)型號(hào)的芯片為例，該型號(hào)的組成為7個(gè)部分，其命名規(guī)則如下：STM32：STM32代表ARMCortex-M3內(nèi)核的32位微控制器。F：F代表芯片子系列。103：103代表增強(qiáng)型系列。R：R這一項(xiàng)代表引腳數(shù)，其中T代表36腳，C代表48腳，R代表64腳，V代表100腳，Z代表144腳。B：B這一項(xiàng)代表內(nèi)嵌Flash容量，其中6代表32K字節(jié)Flash，8代表64K字節(jié)Flash，B代表128K字節(jié)Flash，C代表256K字節(jié)Flash，D代表384K字節(jié)Flash，E代表512K字節(jié)Flash。T：T這一項(xiàng)代表封裝，其中H代表BGA封裝，T代表LQFP封裝，U代表VFQFPN封裝。6：6這一項(xiàng)代表工作溫度范圍，其中6代表-40---85℃，

7代表-40---105℃。42STM32F103RBT6封裝引腳圖432.4STM32F103性能STM32F系列屬于中低端的32位ARM微控制器，該系列芯片是意法半導(dǎo)體（ST）公司出品，其內(nèi)核是Cortex-M3。該系列芯片按片內(nèi)Flash的大小可分為三大類(lèi)：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。芯片集成有USB，CAN，最多8個(gè)定時(shí)器，2個(gè)ADC，SPI，IIC，USB，UART等多種功能。442.4STM32F103性能內(nèi)核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬件除法。存儲(chǔ)器：片上集成32～512KB的Flash存儲(chǔ)器。6～

64KB的SRAM存儲(chǔ)器。時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：2.0～

3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動(dòng)電壓；上電/斷電復(fù)位；4～16MHz的晶振；內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHzRC振蕩電路；內(nèi)部40kHz的RC振蕩電路；用于CPU時(shí)鐘的PLL（PhaseLockedLoop,鎖相環(huán)）；帶校準(zhǔn)用于RTC（real-timeclock）的32kHz的晶振?？删幊屉妷簷z測(cè)（PVD）。低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT（電池引腳）。調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。DMA(DirectMemoryAccess)：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時(shí)器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。2個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測(cè)量范圍：0-3.6V。雙采樣和保持能力。片上集成一個(gè)溫度傳感器。452.4STM32F103性能2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨(dú)有。最多高達(dá)112個(gè)的快速I(mǎi)/O端口：根據(jù)型號(hào)的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個(gè)外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以?xún)?nèi)的輸入。最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位的6通道高級(jí)控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器（獨(dú)立看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC。最多多達(dá)13個(gè)通信接口：2個(gè)IIC接口。5個(gè)USART接口。3個(gè)SPI接口，兩個(gè)和IIS復(fù)用。CAN接口（2.0B）。USB2.0全速接口。SDIO接口。ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封裝形式（一種無(wú)鉛的BGA封裝）。462.5應(yīng)用返回473.教學(xué)開(kāi)發(fā)板48495051525354返回554工程模板的建立4.1ARMCortex-M3處理器編程環(huán)境需要準(zhǔn)備的資料:1.STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0(這是ST官網(wǎng)下載的固件庫(kù)完整版)2.安裝MDK4.70a(Keil)3.注冊(cè)License(破解,如果不破解只能支持32K的代碼)安裝成功后，桌面上Keil4顯示圖標(biāo)56固件庫(kù)是壓縮文件，解壓縮后，準(zhǔn)備編程時(shí)用。574.2新建工程58輸入工程名，保存59選擇CPU，STM32F103VB60彈出對(duì)話框“CopySTM32StartupCodetoproject….”，詢(xún)問(wèn)是否添加啟動(dòng)代碼到我們的工程中，這里我們選擇“否”，因?yàn)槲覀兪褂玫腟T固件庫(kù)文件已經(jīng)包含了啟動(dòng)文件。61接下來(lái)，在Template工程目錄下面，新建3個(gè)文件夾CORE,USER,STM32F10x_FWLib。USER用來(lái)放我們主函數(shù)文件main.c,以及其他包括system_stm32f10x.c等等，CORE用來(lái)存放啟動(dòng)文件等，STM32F10x_FWLib文件夾顧名思義用來(lái)存放ST官方提供的庫(kù)函數(shù)源碼文件。還可以新建一個(gè)OUTPUT文件夾，用來(lái)放。HEX等編譯輸出的文件。6263下面要將官方的固件庫(kù)包里的源碼文件復(fù)制到我們的工程目錄文件夾下面。64我們只用到arm目錄下面的startup_stm32f10x_md.s文件，這個(gè)文件是針對(duì)中等容量芯片的啟動(dòng)文件。其他兩個(gè)主要的為startup_stm32f10x_ld.s為小容量，startup_stm32f10x_hs.c為大容量芯片的啟動(dòng)文件。這里copy進(jìn)來(lái)是方便其他開(kāi)發(fā)者使用小容量或者大容量芯片的用戶(hù)。6566將目錄下面的src、inc文件夾copy到STM32F10x_FWLib文件夾下面。src存放的是固件庫(kù)的.c文件，inc存放的是對(duì)應(yīng)的.h文件，每個(gè)外設(shè)對(duì)應(yīng)一個(gè).c文件和一個(gè).h頭文件。67下面將這些文件加入我們的工程中去。右鍵點(diǎn)擊Target1，選擇ManageComponents68ProjectTargets一欄，將Target名字修改為T(mén)emplate,然后在Groups一欄刪掉一個(gè)，建立三個(gè)Groups：USER,CORE,FWLIB.點(diǎn)擊OK.6970下面我們往Group里面添加我們需要的文件。右鍵點(diǎn)擊點(diǎn)擊Tempate，選擇選擇ManageComponents.然后選擇需要添加文件的Group，這里第一步我們選擇FWLIB，然后點(diǎn)擊右邊的AddFiles,定位到我們剛才建立的目錄STM32F10x_FWLib/src下面，將里面所有的文件選中(Ctrl+A)，然后點(diǎn)擊Add，然后Close.可以看到Files列表下面包含我們添加的文件71727374下面我們點(diǎn)擊編譯按鈕編譯工程，可以看到很多報(bào)錯(cuò)，因?yàn)檎也坏綆?kù)文件。75下面要告訴MDK，在哪些路徑之下搜索相應(yīng)的文件。回到工程主菜單，點(diǎn)擊魔術(shù)棒，出來(lái)一個(gè)菜單，然后點(diǎn)擊c/c++選項(xiàng).然后點(diǎn)擊IncludePaths右邊的按鈕。彈出一個(gè)添加path的對(duì)話框，然后我們將圖上面的3個(gè)目錄添加進(jìn)去。記住，keil只會(huì)在一級(jí)目錄查找，所以如果你的目錄下面還有子目錄，記得path一定要定位到最后一級(jí)子目錄。然后點(diǎn)擊OK.767778重新定位到c/c++界面，然后copy“STM32F10X_MD,USE_STDPERIPH_DRIVER”到Define里面。79在編譯之前，我們記得打開(kāi)工程USUR下面的main.c，復(fù)制下面代碼到main.c覆蓋已有代碼，然后進(jìn)行編譯。（記得在代碼的最后面加上一個(gè)回車(chē)，否則會(huì)有警告）#include"stm32f10x.h"GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure