STM32单片机原理及应用
STM32系列单片机原理及应用——C语言案例教程教学课件U6
广西大学电气工程学院
（接左栏） SDA_OUT(); //SDA 线输出 if(flg){
SDA_SET(); //输出1-NACK }else{
SDA_CLR(); //输出0-ACK } I2C_DELAY(); SCL_SET(); / /SCL置1 I2C_DELAY(); I2C_DELAY(); SCL_CLR(); I2C_DELAY(); SDA_OUT(); //SDA 线输出 //返回读取的数据 return (uint8_t)data; }
个字节传输用于最后一个接收字节的PEC错误校验。 • 兼容SMBus2.0：25ms时钟低超时延时、10ms主设备累积时钟低扩展时间、25ms
从设备累积时钟低扩展时间、带ACK控制的硬件PEC产生/效验、支持地址分辨协议
（ARP） • 兼容SMBus。
第6章 总线通信接口I2C
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第6章 总线通信接口I2C 6.1.2 I2C工作原理
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STM32微控制器的I2C模块连接微控制器和I2C总线，提供多主机功能，支持标准和 快速两种传输速率，控制所有I2C总线特定的时序、协议、仲裁和定时。STM32的I2C有 多种用途，包括CRC码的生成和校验、SMBus （系统管理总线）和PMBus（电源管理总 线）。根据特定设备的需要还可以使用DMA以减轻CPU的负担。
1.模式选择，接口可按下述4种模式中的一种运行：
• 从发送器模式。 • 从接收器模式。 • 主发送器模式。 • 主接收器模式。 模块默认工作于从模式：接口在生成起始条件后自动将从模式切换到主模式；当仲 裁丢失或产生停止信号时，则从主模式切换到从模式。允许多主机功能。
2.通信流 主模式时，I2C接口启动数据传输并产生时钟信号。串行数据传输总是以起始条件开始 并以停止条件结束。起始和停止条件都是在主模式下由软件控制产生。 从模式时，I2C 接口能识别它自己的地址（7位或10位）和广播呼叫地址。软件能控制
stm32单片机工作原理介绍
stm32单片机工作原理介绍STM32单片机是一种基于ARMCortex-M内核的微控制器，广泛应用于工业自动化、控制系统、智能家居、医疗设备等领域。
其工作原理可以简单概括为：将代码存储在闪存中，由处理器执行代码控制外设的操作，实现各种功能。
具体来说，STM32单片机的工作原理包括以下几个方面：1. 内存管理STM32单片机内置了闪存、RAM和EEPROM等多种存储器，用于存储程序、数据和配置信息。
程序代码通常存储在闪存中，由处理器执行。
数据可以存储在RAM中，EEPROM则用于存储一些重要的配置信息，例如设备ID、网络配置等。
2. 外设控制STM32单片机内置了多种外设，包括GPIO、USART、SPI、I2C、ADC等。
这些外设可以被程序控制，实现各种功能。
例如，GPIO可以用于控制LED、按键等；USART可以用于串口通信；SPI和I2C可以用于连接外部设备；ADC可以用于模拟信号采集等。
3. 中断处理STM32单片机支持多种中断，包括外部和内部中断。
当外设发生事件时，例如USART接收到数据，就会触发中断，使得处理器暂停当前任务，执行中断处理程序。
中断处理程序可以读取外设数据，更新状态等，然后返回到原始任务。
4. 时钟控制STM32单片机需要一个稳定的时钟源，以保证处理器和外设的工作正常。
一般来说，STM32单片机内置了多个时钟源，例如高速内部振荡器、低速内部振荡器、外部晶振等。
程序可以通过配置寄存器，选择时钟源和时钟分频器，以满足不同的应用需求。
总之，STM32单片机的工作原理涉及到多个方面，包括内存管理、外设控制、中断处理和时钟控制等。
熟悉这些原理，可以更好地理解STM32单片机的应用和开发。
stm32的工作原理
stm32的工作原理STM32是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款32位单片机系列，具有高性能、低功耗和丰富的外设以及强大的处理能力。
其工作原理如下：1. CPU核心：STM32单片机内部集成了Cortex-M系列的ARM处理器核心，该核心采用精简指令集（RISC），能够高效地执行各种指令，包括算术操作、逻辑运算和控制流程等。
2. 存储器：STM32单片机内部包含不同类型的存储器，包括闪存存储器（用于存储程序代码和数据）、SRAM（用于存储临时数据）和EEPROM（用于存储非易失性数据）。
这些存储器通过总线与CPU核心相连，实现数据的读写操作。
3. 外设：STM32单片机具有丰富的外设，包括通用输入输出口（GPIO）、模拟数字转换器（ADC）、通用串行总线（UART、SPI、I2C等）、定时器、PWM等。
这些外设通过寄存器和控制器与CPU核心相连，可以实现与外部设备的数据交换和控制。
4. 中断控制器：STM32单片机内部集成了中断控制器，用于处理各种外部事件的中断请求。
当外设产生中断请求时，中断控制器会将CPU核心的执行流程切换到相应的中断服务程序，并在完成中断处理后返回到主程序的执行。
5. 时钟控制：STM32单片机需要一个稳定的时钟源来提供时钟信号，以驱动CPU核心和其他外设的工作。
该系列单片机支持内部和外部时钟源，可以通过时钟控制器设置时钟源的频率和分频等参数。
6. 编程与调试：STM32单片机可以通过多种方式进行编程和调试，包括SWD（串行线调试）、JTAG（联机调试）和Bootloader等。
开发者可以根据需求选择适合的调试方法，进行程序的烧录和调试。
总的来说，STM32单片机通过内部的CPU核心、存储器、外设和中断控制器等组件相互配合，实现了复杂的数据处理和控制功能。
开发者可以通过编程和调试工具对其进行配置和控制，从而实现各种应用需求。
STM32系列单片机原理及应用-C语言案例教程 第1章 单片机综述
第1章 单片机综述
其功能主要表现在：
（1）内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz， 1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法
（2）存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器 （3）时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。 POR、PDR和可编程的电压探测器(PVD)。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的 8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路，用于CPU时钟的PLL，带校准用 于RTC的32kHz的晶振。 （4）调试模式：串行调试(SWD)和JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、 11个定时器和13个通信接口 比较流行的器件：STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列。
（1）运算器和控制器集成在一个芯片上，称之为CPU芯片。 （2）存储器由半导体存储器芯片组成。 （3）CPU，存储器，I/O 口通过AB，DB，CB三总线交换信息 （4）外设通过I/O口芯片与机器内各部件交换信息。 3．单片机是集成了组成微机的CPU、存储器、I/O口以及其它辅助电路 的大规模集成电路芯片。
3．单片机与嵌入式系统
单片机，就是把中央处理器 CPU、存储器、定时器、I／O 接口电路 等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。 单片机的内部结构如图1.l所示。
时序电路 CPU
总线 控制 逻辑
存储器 I/O
图1.1单片机的内部结构
STM32是一款性价比高的单片机系列。 为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核， 具有高性能外设：1μs的双12位ADC、4MB/s的UART、18MB/s的SPI等
stm32单片机的工作原理
stm32单片机的工作原理STM32单片机是一款广泛应用于嵌入式系统的微控制器，具有高性能、低功耗和丰富的外设资源等特点。
本文将详细介绍STM32单片机的工作原理，并对其各个部分进行解析。
一、概述STM32单片机是由意法半导体（STMicroelectronics）公司开发的一款32位微控制器。
它采用了先进的ARM Cortex-M内核，非常适用于嵌入式控制应用。
STM32单片机具有丰富的外设资源，如通用IO口、定时器、通信接口（如USART、SPI、I2C）等，可以满足不同应用的需求。
二、内核结构STM32单片机的内核结构采用了Harvard体系结构，主要由处理器核、存储器和总线组成。
处理器核负责指令执行和数据处理，存储器用于存储程序代码和数据，总线则用于连接处理器核和存储器。
1. 处理器核STM32单片机的处理器核采用了ARM Cortex-M系列的核心。
它具有强大的计算能力和高效的指令执行速度，支持多种指令集和调试接口，能够满足不同应用的需求。
处理器核负责执行存储在存储器中的程序代码，控制外设的操作，并根据指令完成相应的数据处理。
2. 存储器STM32单片机的存储器分为Flash存储器和RAM存储器两部分。
Flash存储器用于存储程序代码和常量数据，可在电源关闭后保持数据的不变性。
RAM存储器用于存储临时的变量和数据，速度较快但断电后数据会消失。
3. 总线STM32单片机的总线用于连接处理器核和存储器，同时也用于连接外设。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三部分。
数据总线用于传输数据，地址总线用于指定存储器或外设的地址，控制总线用于传递读写和控制信号。
三、外设资源STM32单片机具有丰富的外设资源，可以满足各种嵌入式控制应用的需求。
这些外设包括通用IO口、定时器、通信接口等。
1. 通用IO口通用IO口是STM32单片机最常用的外设之一，它可以配置为输入或输出，用于连接外部设备或传感器。
通用IO口的数量和类型取决于具体型号，一般都有多个引脚可供使用。
简析stm32单片机原理及硬件电路设计
简析stm32单片机原理及硬件电路设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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stm32单片机工作原理介绍
stm32单片机工作原理介绍STM32单片机是一种基于ARM Cortex-M内核的微控制器，被广泛应用于工业自动化、嵌入式系统等领域。
其作为一款芯片，涉及多种元器件的整合，包括CPU、存储器、输入输出端口等。
本文将简单介绍STM32单片机的工作原理。
STM32单片机工作原理：1. 存储器对于任何设备来说，存储器都极其重要。
STM32单片机中有两种存储器，一种是Flash存储器，另一种是SRAM存储器。
Flash存储器被用于存储程序、数据，以及芯片烧写后的固件。
SRAM存储器则为执行程序、中断和指令提供快速读写的内存，避免程序和数据的耦合和糅杂。
2. 输入输出端口STM32单片机具有大量的输入输出端口，可以连接外部设备和芯片进行数据交互。
其中包括数种串行总线协议，如SPI、I2C、USART 等。
STM32还提供了多种引脚，如电源引脚、时钟引脚、复位引脚等。
3. 定时器STM32单片机中的定时器用于测量时间、创建精确的时序以及频率计数。
实际应用中，定时器可以用于测量信号、驱动LED、降噪等。
通俗地说，定时器就是一个能产生准确的时钟脉冲的计数器。
4. 中断中断控制器是STM32单片机处理外部事件的重要组成部分。
其中包括硬件中断，如异常和时钟周期同步，以及软件中断，如定时器、计数器和外部中断请求。
当有外部事件发生时，中断控制器会自动停止当前处理过程，转而去处理更为紧急的外部事件，从而提高了响应速度和效率。
5. 系统时钟STM32单片机中的系统时钟包括内部时钟、外部时钟、PLL时钟等。
通常情况下，内部时钟的精度会低于外部时钟，但外部时钟在实际应用中受到电磁干扰、线损等因素的影响较大，需要通过PLL进行频率放大和稳定化。
系统时钟的稳定性和精度与STM32单片机的整体性能息息相关。
6. 处理器单元（CPU）处理器单元是STM32单片机中最核心的部分，它接收外部设备或用户的指令或操作，在内存中执行指令并控制各种外设执行响应操作，完成了整个系统的数据处理。
STM32单片机原理及硬件电路设计
STM32单片机原理及硬件电路设计一、本文概述Overview of this article本文旨在全面解析STM32单片机的原理及其硬件电路设计。
STM32单片机作为现代电子系统中不可或缺的核心组件，广泛应用于嵌入式系统、智能设备、工业自动化等多个领域。
本文将首先简要介绍STM32单片机的基本概念、特点和应用领域，然后从硬件设计的角度出发，详细阐述STM32单片机的核心电路设计、外围电路设计以及电源电路设计等方面的原理和实践。
通过本文的学习，读者将能够深入了解STM32单片机的内部架构和工作原理，掌握其硬件电路设计的要点和技巧，为实际应用中的STM32单片机选型、设计和开发提供有力的理论支持和实践指导。
This article aims to comprehensively analyze the principle and hardware circuit design of the STM32 microcontroller. The STM32 microcontroller, as an indispensable core component in modern electronic systems, is widely used in multiple fields such as embedded systems, intelligent devices, and industrial automation. This article will first briefly introduce the basicconcept, characteristics, and application areas of the STM32 microcontroller. Then, from the perspective of hardware design, it will elaborate in detail on the principles and practices of the core circuit design, peripheral circuit design, and power circuit design of the STM32 microcontroller. Through the study of this article, readers will be able to gain a deeper understanding of the internal architecture and working principle of the STM32 microcontroller, master the key points and skills of its hardware circuit design, and provide strong theoretical support and practical guidance for the selection, design, and development of STM32 microcontrollers in practical applications.二、STM32单片机基础原理Basic Principles of STM32 MicrocontrollerSTM32单片机，作为STMicroelectronics（意法半导体）公司推出的一款基于ARM Cortex-M系列内核的32位Flash微控制器，自推出以来就因其高性能、低功耗、易于编程和广泛的外部设备集成而备受工程师们的青睐。
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二、课程目的
通过课程及实验需要掌握： 1、单片机(以STM32为例）的典型技术及应用。 2、 EDA新技术（Quartus || 使用、在
FPGA/CPLD上构建时序逻辑和建立Nios系统）。 3、嵌入式基础及应用(WinCE、uc Linux) 为研究课题奠定一定的基础。
精品课件
三、课程形式及考核办法
PWM( )
脉宽调变（Pulse-Width Modulation
A/D
DMA 、RTC
(直接存储器存取（direct memory access）)
USART、SPI
(单个程序启动（Single Program Initiation） )
BOOT
(计算机】
引导；自引；自展；启动 引导程序,自展程序 (=bootstrap)) Nhomakorabea}
#define GPIO_Pin_1 ((u16)0x0002) /* Pin 1 selected */
#define GPIO_Pin_2 ((u16)0x0004) /* Pin 2 selected */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
//按键"F"和"+"使用的GPIOB 的 Pin8 Pin9 端口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9;
void GPIO_Configuration(void)
{ /* 在GPIO_Configuration中配置PD.1，2为输出模式*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;
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IMUST B&E LAB ©
第一部分
STM32单片机原理及应用
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需要掌握
掌握单片机的一般设计方法。 目前典型接口电路原理及应用。 开发环境Keil 及编程工具的使用。 能够设计建立基于单片机的系统。 设计完成一个基于STM32单片机的应用系统。
完成:系统描述,软硬件设计,调试结果并写 出报告。
// GPIO口的速度 作为按键 10MHz 对于一般的用途 足以
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
//按键端口设置为 上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
1、方案说明文档（项目的目的、意义、原理、功能等）。 (背景:工艺流程,技术发展情况论述.) (方案:系统框图,功能描述.)
2、电路原理图及所选器件主要参数 3、软件流程图及部分程序清单。
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参考书目
1、微机控制新技术
姚燕南 西交大
2、STM32F10x参考手册_cn.pdf
电子版
3、 FPGA设计及应用
诸振勇 西电大
4、 CPLD技术及其应用
宋万杰 西电大
5、基于FPGA的嵌入式系统设计
任爱锋等 西电大
6、 DSP应用系统设计
朱铭锆 电子
7、电动机的DSP控制
王晓明 北航
8、 TMS320LF240xDSP结构、原理及应用
刘和平 北航
9、嵌入式系统设计与实例开发
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通用输入输出（General
） Purpose Input/Output
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通用同步异步收发机 （Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）
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举例：初始化I/O口
形式：讲授+综合实验（每2人一组，各实验内容讨论确定）。 时间安排： 讲授：10~12次课（含各部分软硬件环境及方法介绍） ，综
合实验8~10次课（各实验2~4次，不足时可利用业余时间）。 考核：综合实验（4个） 50%、报告（4部分） 50% 综合实验要求：
根据综合实验装置提供的硬件环境，结合自己的研究方向，查找 资料，选择一、二单元内容设计实验，应用各部分新技术和手段实现。 具体要求：
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设计模式
基础型：做好需要专业的软硬件知识 智能型：在搭建的程序框架下设计 高级型：在操作系统管理下，专注应用。 介绍特色、扩展内容，比较学习。需要大家
课下认真消化资料，掌握基础内容。 STM32F10x参考手册_cn.pdf
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二、硬件—特色接口
I/O
低功耗模式、定时器/计数器、输入捕获
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一、课程结构及特点
介绍及实践当前微机应用的热点内容：
★单片机技术及典型应用 ★ EDA技术与可编程逻辑器件
(CPLD/FPGA,VHDL) ★嵌入式系统(ARM,RTOS) 其特点：没有深奥的理论，只有新观念和新方
法。实践性较强，软硬件结合。
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实际工程应用的一般步骤
了解--- 背景:工艺流程,技术发展情况论述. 掌握---原理论述、同类方案比较。 设计--- 方案:系统框图,功能描述. 实现---软件流程、功能实现。
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实际工程应用的一般步骤
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一、STM32微控制器系列_cn.pdf
STM32的主要优点 ■ 使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核 ■ 优异的实时性能 ■ 杰出的功耗控制 ■ 出众及创新的外设 ■ 最大程度的集成整合 ■ 易于开发，可使产品 ■ 快速进入市场
王田苗 清华
10、基于ARM的嵌入式系统开发与应用 吴明晖 邮电
11、SOPC技术实用教程 华
潘松等 清
/ /mcu /mcu
博客
/downclass.asp