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STM32开发相关信息收集

  • 硬件
  • 2025-04-17
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摘要

STM32开发相关信息收集

--FreeRTOS，uCos等一般是和用户程序一起编译成固件--

STM32编程的三种方式

STM32入门教程-2023版

STM32 开发板入门套件视频教程

STM32芯片型号的命名解读

ST-LINK的驱动位置

使用串口烧写stm32程序(串口ISP)

关于STM32的C库包下载和使用方法

STM32标准固件库的下载和工程模板的建立

用STM32代替arduino开发

带你了解怎么在arduino开发环境中使用STM32

Window7下搭建Keil（MDK）开发环境（ST-LINK下载器）可由STM32CubeMX生成基础代码（win7最高支持CubeMX 5.1.0版本）

如何用 STM32CubeMX 创建项目并导入 Keil5，查看



STM32编程的三种方式

STM32编程主要有三种方式：基于寄存器编程、基于标准库编程和基于HAL库编程。每种方式都有其优缺点，适合不同的开发需求。


🔧 基于寄存器编程

这种方式类似于51单片机，用户需要直接操作寄存器来实现功能。它是最底层、最直接的编程方式，效率也很高。但由于STM32的寄存器非常多且结构复杂，直接操作寄存器难度较大，因此这种方式不太推荐。


📚 基于标准库编程

使用ST官方提供的标准外设库（也称为固件库），通过调用这些函数来间接操作寄存器。这种方式既满足了配置寄存器的需求，又提高了开发效率。标准库函数封装得比较好，适合有一定经验的开发者使用。


🖥️ 基于HAL库编程

采用图形化界面快速配置STM32，非常适合初学者快速上手。这种方式隐藏了底层逻辑，适合对STM32不熟悉的开发者。使用HAL库可以像使用Arduino一样方便，但可能无法深入了解底层细节。


选择哪种编程方式取决于你的开发需求和个人经验。如果你追求最高效率和底层控制，可以选择基于寄存器编程；如果你希望快速上手且不深入底层细节，可以选择基于HAL库编程。


STM32 固件库的主要特点

  1. 简化硬件操作：
    • 封装了底层硬件寄存器的操作，提供了一套易于使用的函数接口。
    • 开发者可以通过调用这些函数来配置和控制 STM32 的外设（如 GPIO、定时器、串口、SPI、I2C 等）。

  2. 模块化设计：
    • 按外设功能划分模块，每个模块对应一个外设（如 GPIO 模块、USART 模块等）。
    • 每个模块包含初始化函数、配置函数和操作函数。

  3. 跨平台兼容：
    • 固件库支持多种 STM32 系列芯片（如 STM32F0、STM32F1、STM32F4 等）。
    • 代码可以在不同型号的 STM32 芯片上移植，只需少量修改。

  4. 代码效率高：
    • 固件库的底层代码经过优化，可以直接调用硬件寄存器，执行效率较高。

  5. 学习曲线较陡峭：
    • 虽然提供了 API，但开发者仍需要了解 STM32 的硬件架构和外设功能。
    • 需要熟悉寄存器的配置方式以及外设的工作原理。

STM32 固件库的结构

固件库的代码结构通常分为以下几个部分：
  1. 头文件（.h）：
    • 定义了外设的寄存器地址、数据结构和宏定义。
    • 例如：stm32f10x_gpio.h 是 GPIO 模块的头文件。
  2. 源文件（.c）：
    • 实现了外设的初始化和操作函数。
    • 例如：stm32f10x_gpio.c 是 GPIO 模块的源文件。
  3. 外设驱动函数：
    • 每个外设模块（如 GPIO、USART、SPI 等）都有对应的驱动函数。
    • 例如：GPIO_Init() 用于初始化 GPIO 引脚，USART_Init() 用于初始化串口。
  4. 库函数：
    • 提供了一些通用的库函数，如延时函数、中断处理函数等。

使用 STM32 固件库的步骤

  1. 配置外设参数：
    • 使用 xxx_InitTypeDef 结构体定义外设的配置参数。
    • 例如：GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure 用于定义 GPIO 的模式、输出速度等。

  2. 初始化外设：
    • 调用初始化函数（如 GPIO_Init()）来配置外设。
    • 通常需要先使能外设的时钟（如 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE)）。

  3. 操作外设：
    • 使用库提供的函数操作外设，如 GPIO_SetBits() 和 GPIO_ResetBits() 用于设置或清除 GPIO 引脚的电平。

  4. 中断处理：
    • 如果需要使用中断，可以配置中断优先级，并编写中断服务函数。

示例代码

以下是一个简单的 GPIO 配置和操作示例：

#include "stm32f10x.h"

int main(void){

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


    // 使能 GPIOA 时钟

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);


    // 配置 GPIOA 的第 5 引脚为推挽输出模式

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);


    while (1)

    {

        // 设置 GPIOA 的第 5 引脚为高电平

        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);

        // 延时

        for (int i = 0; i < 1000000; i++);

        // 设置 GPIOA 的第 5 引脚为低电平

        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);

        // 延时

        for (int i = 0; i < 1000000; i++);

    }

}

STM32 固件库的优缺点

  • 优点：
    • 提供了丰富的外设驱动函数，简化了硬件开发。
    • 代码效率较高，适合对性能要求较高的应用。
    • 跨平台兼容性好，便于代码移植。

  • 缺点：
    • 学习曲线较陡峭，需要熟悉 STM32 的硬件架构。
    • 文档和示例代码可能不够丰富，不如 HAL 库友好。
    • 代码可读性较差，不如 HAL 库直观。

与 HAL 库的对比

STM32 的固件库（Standard Peripheral Library）和 HAL 库（Hardware Abstraction Layer）是两种不同的开发方式：
  • 固件库：更接近硬件，代码效率高，但学习曲线较陡峭。
  • HAL 库：抽象层次更高，代码更易读，适合初学者，但可能牺牲一些性能。
如果你是初学者，建议从 HAL 库入手；如果你对性能要求较高，或者熟悉 STM32 硬件架构，可以使用固件库。



STM32入门教程-2023版

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stm32 开发板入门套件视频教程

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STM32芯片型号的命名解读

Keil uVision5 STM32 pack安装包

FPGA 现场可编程门阵列，通过编程改变内部硬件结构，实现锁需功能的芯片

jtag接口下载程序 标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。

STM32芯片型号的命名解读

1.png

1.png



STM32是ARM Cortex内核单片机和微处理器市场和技术方面的领先者，目前提供16大产品线 (F0, G0, F1, F2, F3, G4, F4, F7, H7, MP1, L0, L1, L4, L4+,L5, WB,WL)，超过1000个型号。


高性能MCU：STM32F2、STM32F4、STM32H7、STM32F7


主流MCU：STM32G0、STM32F0、S TM32F1、STM32G4、STM32F3


超低功耗MCU：STM32L0、STM32L1、S TM32L4+、STM32L4、STM32U5、STM32L5


无线系列MCU：STM32WB、STM32WL

如此多的型号，怎么区分呢？我们以STM32F407ZET6为例详细解读一下

（1）STM32：STM32代表ARM Cortex-M4内核的32位微控制器。


（2）F：F代表芯片子系列。


（3）407：407代表高性能基础系列。


（4）R：代表引脚数，其中T代表36脚，C代表48脚，R代表64脚，V代表100脚，Z代表144脚。


（5）B：代表内嵌Flash容量，其中6代表32K字节Flash，8代表64K字节Flash，B代表128K字节Flash，C代表256K字节Flash，D代表384K字节Flash，E代表512K字节Flash。


（6）T：代表封装，其中H代表BGA封装，T代表LQFP封装，U代表VFQFPN封装。


（7）6：代表工作温度范围，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃。


擅长领域：STM32系列嵌入硬件架构设计，逻辑电路的编程，PCB设计


STM32主要产品型号：STM32F407工控板 - EMB8628I、STM32F407工控板 - EMB8626I、STM32F107工控板 - EMB8616I、STM32F107工控板 - EMB8600I、STM32工控模块、工业DTU模块、工业RTU模块



使用串口烧写stm32程序(串口ISP)

stm32的芯片，出厂时都自带了串口烧写功能，可以在不使用特殊的下载器、只用串口的条件下将程序烧写进去。


串口烧写需要的上位机软件，网上有很多免费的软件可用，我们使用sscom这个串口软件，可以从小工具里找到它带的stm32 ISP，也即是串口下载功能：

1.png



要使用串口下载功能，需要先生成要烧写的*.hex文件，在keil如下设置，然后再编译，就能生成hex目标文件了：

2.png



在下载前，硬件上，需要在开发板上电前设置一下boot引脚的状态，以使得stm32芯片在启动运行时进入系统存储区，运行串口下载程序；按照下表，我们需要把boot0引脚拉低、boot1引脚拉高，才能在复位后进入系统存储器运行：


3.png


设置好芯片的boot0和boot1引脚后，连接计算机的串口到开发板的串口（stm32能支持串口下载的是串口1）。

如果是M3内核非互联网型的板子这里的串口必须是串口1，对应为GPIO9和GPIO10。如果是M4内核，可以是下述端口。

● USART1(PA9/PA10)

● USART3（PB10/11 和 PC10/11）

● CAN2(PB5/13)

● USB OTG FS(PA11/12) 从设备模式（DFU：器件固件升级）

在sscom软件中，打开要下载的hex目标文件；然后将stm32芯片上电或者复位一下，再点击开始下载stm：


4.png


接下来就是等待下载完成了，下载时会有进度条，下载完成后也会有提示：

5.png



Stm32串口下载的功能，在想要节省一些IO口资源时特别有用，如果印制板的面积特别小则可以省去SWD或JTAG口的空间；在IO口不够用时，省下来的SWD/JTAG口引脚可以配置为GPIO；在没有下载器的情况下也可以通过串口下载来应应急。




用STM32代替arduino开发

arduino一直以来深受广大极客的喜爱，丰富的库以及外围扩展，但是Atmega328已经比较老旧了，STM32相比而言，性能要比arduino强大了太多，因此我们选择用STM32F103C系列来代替arduino开发

下面跟随我们一起在arduino IDE中搭建stm32开发环境吧

1

硬件准备：

STM32F103C8T6 蓝色开发板 x 1（如图）

 

软件准备：

Arduino开发环境

操作步骤：

运行Arduino。选择文件->首选项，在附加开发板管理器中填入以下网址：

http://dan.drown.org/stm32duino/package_STM32duino_index.json

选择‘好’，保存设置。退出该界面

打开工具->开发板->开发板管理器

如上图所示。点击后会需要一段时间从网络上加载开发板信息，请耐心等待。

加载完成后，选择‘贡献’项，搜索stm32，选择STM32F1XX 开发包。

 

 下载与安装将花费一段（大约十几分钟）时间。。

 安装完之后，工具--开发板管理器里面找到 "Genneric STM32F103C series"选中即可

 

下载和烧写Bootloder

首先我们要下载Bootloader，进入一个开源项目，地址如下：
https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader/tree/master/binaries

选择你的STM32最小系统板的除电源指示灯外的另一个LED所对应的接口名字的文件下载（一定要选择对应的），我的板子为PC13，所以下载这个：

然后使用USB转串口线连接开发板和电脑USB，其中串口线的TX RX分布连接开发板PA10 PA9，然后将BOOT0短接3.3V BOOT1短接GND进入烧写状态，串口线的VCC GND分布连接开发板的5V 即可无需另外供电。

所需工具：flash_loader_demo_v2.8.0

ST官方下载地址：http://www.st.com/en/development-tools/flasher-stm32.html

 选择USB串口线的串口号，注意需要boot0 为1，boot1 为0（默认全是0）

 

 

 

 在下列红色框内添加下载的bin文件，next，即可完成下载（bootloder的烧写）

 

 bootloader下载完成后，即可进行用电脑通过MicroUSB连接板子进行开发了，不过得先装一下驱动。

驱动安装

去github上下载代码

Arduino_STM32:https://github.com/rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32

 下载压缩文件并解压，以管理员身份运行install_drivers.bat和install_STM_COM_drivers.bat

 然后将开发板的串口线断开，将开发板BOOT0接GND后，使用手机数据线连接开发板MicroUSB和电脑USB开始安装驱动，会发现一个新的USB串行设备，下面为COM11

 下载例程测试

将Arduino IDE的上传方式设置为STM32duino bootloader

端口号改成新的串口号

打开一个例程，LED闪烁的，例程里引脚为PB1,修改PC13（和板子对应，也可以不修改接一个LED即可）

 例程如下，然后编译上传：

 出现Done就代表上传成功了，

 然后就可以看到LED闪烁了，大功告成，喝杯水休息下吧。


带你了解怎么在arduino开发环境中使用STM32

如果只是想做点东西玩玩，不想深入的学可以考虑用arduino开发方式来学习STM32，当然用的最多的还是Keil，然后这两年大家都在往vscode上转，主题界面和代码补齐功能确实非常赞

视频

在Arduino中安装STM32开发板

  1. Arduino IDE中打开“文件 -> 首选项”，在“附加开发板管理器地址”中输入：https://github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/raw/master/STM32/package_stm_index.json
    开发板管理器网址
  1. Arduino IDE中打开“工具 -> 开发板 -> 开发板管理器”，滑倒最下面可以看到：
    开发板管理器
    安装最新的即可，我的版本是1.9.0
  1. Arduino IDE中打开“工具 -> 开发板”，选择合适的开发板类型，例如最简单的STM32板子。我选择的是RUMBA32板子
    开发板选择

3. 安装STM32CubeProgrammer

4. 添加STM32CubeProgrammer中的bin文件夹的路径到系统路径中

5. 配合好BOOT0，使用串口/DFU进行烧录

在这里只需要STM32CubeProgrammer初次设置好了是串口方式/DFU方式，之后就不需要用STM32CubeProgrammer了
在DFU模式中，如果需要重新下载程序，需要BOOT0为1，按reset复位，之后才可以烧录程序
其原理应该是BOOT0为1时，按reset后运行DFU程序，系统进行DFU模式，之后就可以用Arduino进行烧录
配置USB支持串口，则可以直接使用USB进行串口读取与发送


ST-LINK的驱动位置

安装目录如:c:\Keil_v5\ARM\STLink\USBDriver



关于STM32的C库包下载和使用方法

1. 芯片支持包（DFP）的下载

  • 通过Keil官方页面下载：
    • 访问Keil的官方页面：https://www.keil.arm.com/devices/
    • 搜索结果中提到可以直接搜索芯片型号（如STM32F0）并选择厂商为Keil，找到对应的芯片包进行下载。
  • 通过STM32CubeMX管理工具下载：
    • 登录ST账号后，打开STM32CubeMX的固件包管理工具。
    • 使用“Check for Update”功能，可以更新固件包并管理库包。

2. 固件包（Firmware Package）的下载

  • 通过ST官网下载：
  • 通过STM32CubeMX导入：
    • 在STM32CubeMX中，固件包会自动下载并存储在路径 xxx\STM32CubeMX\Repository\ 中，方便后续使用。

3. 库包的使用方法

  • 芯片支持包（DFP）的使用：
    • DFP为IDE提供芯片识别支持，包含基础设备配置文件、启动代码和最小化驱动。
    • 在Keil中安装后，可以直接识别芯片并进行配置。
  • 固件包的使用：
    • 固件包包含函数库、数据结构和宏定义，用于封装寄存器操作，简化开发流程。
    • 在STM32CubeMX中导入固件包后，可以生成初始化代码，方便直接调用。

4. 开发环境的配置

  • Keil环境：
    • 在Keil中安装芯片支持包后，可以创建新的STM32工程。
    • 配置芯片型号和外设，使用库函数进行开发。
  • STM32CubeMX：
    • 使用STM32CubeMX生成初始化代码，导入到Keil或其他IDE中进行开发。
通过以上步骤，你可以顺利获取并使用STM32的C库包，提高开发效率。



STM32标准固件库的下载和工程模板的建立

点击查看原文

一、先去ST官方下载固件库：st.com/content/st_com/en.html（站点账户可在加密区查找）


1、进入官网，按照图片的指示一步一步的来

1.png

2、选择STM32 Standard peripheral Libraries

2.png

3、先择自己对应开发板的型号，我这里用的是STM32f103系列的


4、下载固件包，这里选择3.5.0

3.png



5、点击下载后，会弹出许可协议，选择我接受ACCERT























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