寄存器（ 一种特殊的SRAM）

==连接软件和硬件的桥梁==

一方面：CPU可以对寄存器进行读写，就像读写运行内存一样。

另一方面，寄存器的的每一位背后都连接了一根导线，这些导线可以用于控制外设电路的状态，比如置引脚的高低电平，导通和断开开关，切换数据选择器。

IDE：Integrated Development Environment 集成开发环境

RAM: 20K (SRAM)

ROM: 64K(Flash)

 在程序内无法对Flash进行写入操作，只能进行读取操作，除非调用Flash控制器，但这很复杂，包括DMA转运数据，不能将Flash的地址作为目标地址，不然会报错。

而==烧录程序是烧录到Flash==的，ST-link会处理好，接入Flash控制器，解锁 Flash 控制器 -> 擦除指定扇区 -> 逐页写入新数据 -> 校验一致性。

Flash的物理特性决定了只能把位从 1 变成 0，不能直接从 0 变成 1。所以写入新数据前，必须先把目标区域（页或扇区）全部擦成 1。这个“擦除”动作电压很高、耗时较长，必须由Flash控制器内部的高压电路来完成，CPU只能通过设置控制寄存器（如 FLASH_CR）来下达“开始擦除”的命令。

Oscilator 振荡器，简称OSC

引脚定义表

0

PA13/14/15和PB3/4主功能不是GPIO引脚，要想使用需要调用相应的重映射(remap)函数

主频：72MHz

STM32的主晶振是8MHz，通过PLL模块对其进行**倍频**，8x9=72MHz。

供电：2.0-3.6V（标准是3.3V供电）

注意：51单片机是5V供电，如果5V给stm32供电，必须加装稳压芯片，把电压降低到3.3V。

AHB和APB1和APB2

stm32有三个总线，分别是AHB，APB1和APB2总线

AHB是高速主干道，挂载的外设有DMA，CPU，SRAM，Flash等。

APB2是快速通道，最高频率可达72MHz。一般用于GPIO，TIM1，TIM8（他俩属于高级定时器），ADC模数转换器，AFIO。

APB1是慢速通道，最高频率一般在36MHz。一般用于通用通信接口（如USART2/3，USART4/5，I2C1/2，SPI2/3，CAN总线，USB），通用定时器TIM2-TIM7，PWR（电源）和BKP（备份）。

FT

**Five Tolerant（5V容忍电压）**，带FT的引脚可以容忍5V电压，不带的只能容忍3.3V电压。

VBAT：备份电源

V：电压

BAT：battery 电池

所以VBAT就是备用电源，备用电池。

RTC:实时时钟

real-time-clock 实时时钟，STM32里的计时模块，RTC模块通常包含一个32.768kHz的晶振（因为==2的15次方是32768==，便于分频得到精确的1秒脉冲），即使设备断电，但只要接了*VBAT**，他就会继续给RTC供电，防止时间丢失，下次开机后时间依然是精准的。

一般接OSC32_IN,OSC32_OUT。

而主晶振一般接OSC_IN,OSC_OUT。

VSS/VDD

VSS是负极，VDD是正极。STM32是分区供电，要把所有的VSS都接GND，所有的VDD接3.3V即可。

滤波电容

图中C4是0.1uF的电容，目的是稳定电压，滤除干扰。

复位电路

接NRST引脚，单片机刚上电，NRST经过电容直接接地，表现为低电平，因为此时电容没有电，呈现短路状态。而随着上电后的时间推移，3V3经过电阻，把电输送到电容中，电容不断充电，充满后，电容呈现断路状态，此时NRST通过电阻接3V3，表现为高电平。

若随后手动按下K1复位按钮，则NRST又变为了低电平。

NRST低电平：复位状态。

NRST高电平：工作状态。

上拉电阻

1.接一个上拉电阻可以**增强引脚的输出驱动能力**，因为本质上是并联了一个电阻，根据并联的特点，并的越多，分压越小，所以输出端的电压越大。

2.将不确定的信号牢牢钳位在高电平，**默认输出高电平**。

STM32F103C8T6

STM：意法半导体公司

32：32位的MCU，51单片机是8位

F：通用型，还有L（低功耗），H（高性能）等

1：第一代

03：代表内核是Cortex-M3，主频72Mhz。

C：引脚数为48。

8：代表flash闪存为64KB，6代表32KB，B代表128KB，C代表256KB。

T：封装形式。

6：工作温度。

施密特触发器

两个参考电压，低参考电压和高参考电压，这使得电压在小幅波动时，输出电压不会发生变化，只有大幅变化，达到了另一参考电压时，电压才会发生变化。

16进制

对人类友好，一目了然，且非常方便的转化为2进制。

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15

A:0x1010

B:0x1011

C:0x1100

D:0x1101

E:0x1110

F:0x1111

电位器/电压比较器

电位器：可调电阻，蓝色的方块。

它的内部结构其实就是一个电阻体和一个可以移动的触点。

调节原理：当你用螺丝刀旋转那个十字口时，你其实是在改变内部触点的位置。这会改变两个引脚之间的电阻值。

它用来设定一个“门槛电压”（参考电压）。比如你想让灯在“稍微有点暗”的时候亮，你就把电位器调到一个位置；想“全黑”才亮，就换个位置。

而电压比较器，他是执行的，在你的模块里干嘛：它负责把“电位器设定的门槛”和“传感器测到的数值”进行PK，然后输出结果。

按键一端接GPIO，一端接地

应该按照上面两个图片的方式进行接线，因为一般的单片机都有上拉输入模式，也就是说，当按键断开时，单片机内部会有一个上拉电阻，让PA0口默认保持高电平，而不是悬空状态。但有些单片机没有下拉输入模式，也就是没有一个下拉电阻，所以不能选下面两个接法，不然的可能会导致当按键断开时，PA0处于悬空状态。

RC滤波器

主要作用：让特定频率的信号顺利通过，同时把其他不需要的频率信号（比如噪声）拦截下来。
分为高通滤波器和低通滤波器。

光敏传感器

光敏传感器在有光线的时候，输出低电平，电阻小。

没有光线时，输出高电平，电阻大。

所以对于光敏电阻接入的GPIO作为输入端口时，GPIO模式可以选择上拉输入**也可以选择浮空输入**，因为只要接上光敏电阻，就一定不会出现引脚电平浮空的情况，他一定是一个确定的电平，要么是有光低电平，要么是无光高电平。

EXTI外部中断

指定的GPIO口发生电平变化，EXT将立即向NVIC发出中断请求。

支持触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件出发(引脚没有电平变化，通过代码去触发)。

要想使用中断，就需要把GPIO———AFIO———EXTI———NVIC这四个模块的时钟都打开，形成通路。但实际上只需要打开GPIO和AFIO的时钟就可以了(通过RCC来开启外设时钟)，因为EXTI模块的时钟默认就是打开的，而NVIC是内核的模块，不属于外设，所以不需要通过RCC来开启时钟，他的时钟一直都是开启的。

每一个GPIO都有AFIO，但PIN_x，只有一个EXTI。

EXTI框图

月牙形的逻辑门是或门，半圆形的逻辑门是与门。

或门： 可以有多个输入，只有一个输出，任意一个输入为1，输出就为1。

因此EXTI可以支持软件中断/上升沿触发中断/下降沿触发中断/双边沿触发中断。

与门：可以有多个输入，只有一个输出。

1 & X = X

0 & X = 0

根据与门的性质，中断屏蔽寄存器和事件屏蔽寄存器只有输出1的时候，才能正常输出，而当屏蔽寄存器输出0的话，那无论另一路输入什么，输出的结果都是0，相当于这两个屏蔽寄存器起到了**开关**的作用。

NVIC

NVIC优先级分组，如下图所示：

中断函数选择

只有EXTI0-4有独立的处理函数，而EXTI5-9所用的函数是EXTI9_5_IRQHandler，而EXTI10_15所用的函数是EXTI15_10_IRQHandler。

Rotating Encoder电路图

看A点，在编码器没有导通时，外接了一个上拉电阻，因此，A端口默认高电平，当编码器导通时，A端口接图片中下方的GND，此时A端口为低电平。

B端口同理。

C端口直接接地，默认低电平。

TIM定时器

STM32F103C8T6只有TIM1、TIM2、TIM3、TIM4。也就是说，只有一个高级定时器和3个通用定时器，没有基本定时器。

![](/Users/dhwen/Library/Application Support/typora-user-images/image-20260512214255177.png)

基本定时器的内部结构图如上所示。

内部时钟（72MHz）——PSC预分频器（最多可以分成2的16次方，也就是65536次）——CNT计数器（计数时钟每来一个上升沿，计数器就+1）——自动充装寄存器（存储目标值的寄存器，计数器的值会不断与目标值进行比较，当计数器的值等于目标值时，就会触发中断，并且自动清零计数器，进行下一次计数）。

定时中断基本结构

这段要结合STM32代码部分学习。

通用定时器内部结构图

OC(Output Compare) 定时器的输出比较

PWM基本结构

PWM频率=72M/(PSC+1)/(ARR+1)

占空比=CCR/(ARR+1)

因此如果想调节频率但不调节占空比的话，就可以只调节PSC。

而只调节占空比不调节频率的话，就可以只调节CCR。

总之ARR（分辨率）一般不变。分辨率越高，ARR越高。默认100-1

复用推挽输出

看图，GPIO的输出控制如果采用普通推挽/开漏输出，那他的数据源完全来自输出数据寄存器。而当他使用复用功能输出时，他的数据源就来自片上外设。这里是TIM2定时器。

IC(Input Capture)定时器的输入捕获

频率测量

左侧是测频法，适用于频率高的数据。

右侧是测周法，适用于频率低的数据。

PMWI(Input)双通道基本结构

双通道测频率和占空比原理

对于上图用来捕获频率和PWM占空比。输入捕获部分设置了两路通道，一路上升沿触发，一路下降沿，而触发源则特定选择了通道一，来触发从模式Reset（计数清零）。所以每次上升沿来了，计数都会清零。但清零前，STM32硬件电路会把计数器CNT的值存到CCR1中，这是硬件电路自己完成的，不需要软件操作。这样我们就通过CNT的计数，知道了一个周期的时间。而通道二下降沿来临，计数器CNT的值会计入到CCR2中。这样就通过CCR2的计数知道了高电平占总周期的比例，即占空比。

主要是选择右侧的从模式

定时器的编码器接口及其库函数

只有TIM的通道一和通道二即TI1FP1和TI2FP2有可以接入编码器接口。

GPIO右边的滤波器和边沿检测/极性选择，本质上都是定时器输入捕获部分的的配置部分。然后通过标准库中TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3,TIM_EncoderMode_TI12,TIM_ICPolarity_Rising,TIM_ICPolarity_Rising);函数，STM32 内部的定时器硬件就开启了“自动驾驶”模式：

  1. 硬件自动检测：定时器内部的电路会实时监控 A、B 两相的电平变化。
  2. 硬件自动判断方向：根据 A、B 相谁先谁后（相位差 90°），硬件自动决定是让计数器（CNT）加 1 还是减 1。
  3. 硬件自动计数：CNT 寄存器里的值会随着编码器的转动实时、精准地变化。

之后只需要读取一下CNT的值，用TIM_GetCounter(TIM3);就可以知道旋转了多少旋转了多少角度。具体代码在STM32编写部分有写。

ADC

Analog to Digital Converter ：模数转换器。

STM32 单片机（如 STM32F1、F4 系列）内置的 ADC 都是 12位 的。

它把 0V 到参考电压（通常是 3.3V）之间的电压范围，均匀地分成了 2 的 12 次方（即 4096）个刻度。

  • 当你测量一个电压时，ADC 会返回一个 0 到 4095 之间的整数。
    • 0 代表 0V
    • 2048 大约代表 1.65V
    • 4095 代表 3.3V
  • 计算公式：实际电压 = (ADC读取的数值 / 4095) * 3.3V

DMA

DMA工作的三个条件：

  1. 传输计数器不为0。
  2. DMA使能。
  3. 触发源(软件触发/硬件触发)有信号。

==从某一个地址取内容，再放到另一个地址里去。==

DMA1（7个通道）的请求映射，如果软件触发，那通道可以任意选择，但如果硬件触发，那每个硬件触发源都有唯一的通道可以使用。

==每个通道都支持软件触发和特定的硬件触发。==

具体对应关系如图：

存储器映像（地址0x……，16进制）

在程序中定义一般的变量，那这个变量的地址是0x2……，也就是存在SRAM中。

而如果在变量前加上const,那这个变量就成为了常量，那他的地址就为0x08……，也就是被放在了Flash中。

一般固定不变的变量就会在前面加上const转化为常量，放入Flash中，减少SRAM的空间，比如字库（定义字库的数组前面就有const，因此字库数组是被放在Flash中的，而非SRAM）。

串口通信

通信接口

电平标准

配置流程图