嵌入式技术与应用开发-LED控制设计与实现
嵌入式技术与应用开发项项目三数码管显示设计与实现
共阴极和共阳极数码管的字型编码是不同的，对于同一个字符， 共阴极和共阳极的字型编码是反相的。
认识数码管
数码管的显示方法：有静态显示和动态显示两种方法。
1. 静态显示
静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的LED恒定导通或恒定截 止。
PC13_RTC
PC14-OSC32_IN
PB0
PC15-OSC32_OUT
PB1
PB2
PB3
OSCIN_PD0
PB4
OSCOUT_PD1
PB5
PD2
PB6
PB7
PB8
PB9
PB10
PB11
VBAT
PB12
PB13
PB14
PB15
BOOT0
7
8 9 10 11 24 25 37 38 39 40 51 52 53 2 3 4
① 代码区（0x0000_0000~0x1FFF_FFFF） 程序可以在代码区、内部SRAM区以及外部RAM区中执行，通常是把程序放
到代码区，从而使取指和数据访问各自使用自己的总线（指令总线与数据总 线是分开的）。 ② SRAM区（0x2000_0000~0x3FFF_FFFF） 这个区域用于片内SRAM，是用于让芯片制造商连接片上的SRAM，这个区通 过系统总线来访问。 在SRAM区的底部，还有一个 1MB的位带区，这个位带区还有一个对应的 32MB的“位带别名（alias）区”。也就是说，位带别名区里面的每个字对应 位带区的一个bit位，每个位变量是32位（既1个字4个字节）。 位带操作只适用于数据访问，不适用于取指。通过位带的功能，我们访问一 个bit位，可以从位带别名区中，像访问普通内存一样操作。
(完整)一个典型的嵌入式系统设计和实现
关键字：嵌入式系统设计ARM FPGA多功能车辆总线Multifunction Vehicle Bus 在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时，嵌入式系统开发技术也取得迅速发展,嵌入式技术应用范围的急剧扩大.本文介绍了一种基于ARM和FPGA,从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus）MVB??B嵌入式系统的设计和实现。
系统设计和实现通常来说，一个嵌入式系统的开发过程如下:1.确定嵌入式系统的需求；2.设计系统的体系结构：选择处理器和相关外部设备，操作系统,开发平台以及软硬件的分割和总体系统集成；3.详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发;4.软硬件的联调和集成；5.系统的测试。
一、步骤1：确定系统的需求：嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的,市场应用是嵌入式系统开发的导向和前提。
一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。
1、MVB总线简介列车通信网（Train Communication Network，简称TCN）是一个集整列列车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准（IEC－61375-1), 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB）和多功能车厢总线（MVB）。
TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中的地位。
多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。
附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它们都和 MVB总线相连，通过MVB总线来交换信息，形成一个完整的通信网络.在MVB系统中，根据IEC－61375－1列车通信网标准， MVB总线有如下的一些特点：拓扑结构：MVB总线的结构遵循OSI模式,吸取了ISO的标准。
支持最多4095个设备，由一个中心总线管理器控制。
简单的传感器和智能站共存于同一总线上。
数据类型：MVB总线支持三种数据类型:a.过程数据：过程变量表示列车的状态，如速度、电机电流、操作员的命令。
基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文
基于单片机的智能照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。
楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。
该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。
使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。
文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。
对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
关键词：智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。
比较简单的嵌入式项目实例
比较简单的嵌入式项目实例在这个嵌入式时代，各种电子设备的出现使得人们的生活变得更加丰富多彩。
而在这些设备背后，隐藏着数不尽的嵌入式项目。
嵌入式项目是指将电子设备内部的控制程序与硬件设备相结合的一种技术。
这种技术的最大特点就是实现了设备的小型化和高效化。
下面我将给大家展示一些比较简单的嵌入式项目实例。
1. 以太网控制LED灯该项目利用Arduino控制以太网通信制作了一个可以通过互联网远程控制LED灯的小型网络设备。
在Web端发送命令后，LED灯会被打开或关闭。
这个项目的实现过程非常简单，只需要一个Arduino板，一个以太网模块和连接器即可。
此外用户还需要编写相应的代码。
2. 遥控小车该项目是基于STM32F1+H-Bridge驱动芯片设计的。
该小车配有红外传感器，可以通过遥控器控制驱动电机前进、后退、左转、右转等操作，还可以配合LCD显示器显示各种状态信息。
这个小车由于体积较小，因此可以被广泛应用在各种追求高精度、中短距离控制的地方。
3. 物联网环境监测系统该项目利用Arduino开发板和传感器构建了一个物联网环境监测系统，可以利用传感器测量温度、湿度、气压和二氧化碳等的数值，再搭配WiFi模块将数据传送至服务器。
用户在Web端可以轻松获取数据并生成图表，还可以进行数据分析和处理。
这个项目在农业、食品加工等领域中具有广泛应用的前景。
4. 茶叶智能包装系统该项目依托于STM32F10X的微控制器，并采用压电传感器实时监测茶叶包装袋的密封情况。
一旦出现裂口、破裂等问题，系统会自动停止运转，并通过语音提示警告。
该智能包装系统不仅提升了茶叶包装的工作效率和智能化程度，同时还保障了茶叶的品质和安全。
总体来说，这些项目虽然有不同的方向和用途，但都体现出了嵌入式系统的核心价值：小型化、高效化、自动化和智能化。
我想这也是嵌入式系统在未来能够拥有更广泛应用的重要原因。
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现
基于嵌入式系统的智能家居控制方案设计与实现智能家居是指利用物联网、传感器技术、人工智能等先进技术，将家庭各种设备、电器等联网并互相协调工作的智能化系统。
嵌入式系统作为智能家居控制方案的核心技术之一，能够实现智能家居的高效、便捷和安全控制。
本文将针对基于嵌入式系统的智能家居控制方案的设计和实现进行详细讨论。
一、设计原理：在设计基于嵌入式系统的智能家居控制方案时，首先需要明确系统的设计原理。
智能家居系统主要由三个模块组成：感知模块、控制模块和应用模块。
1. 感知模块：感知模块通过传感器等设备，实时感知家居环境的各种数据，如温度、湿度、照明等。
这些数据通过传感器采集，并传输到控制模块进行处理。
2. 控制模块：控制模块是智能家居系统的核心部分，它负责接收感知模块传来的数据，并根据预设的规则和用户需求，通过无线通信技术控制家居设备的开关、调节等功能。
控制模块可以根据不同的需求，采用不同的嵌入式控制芯片，比如Arduino、Raspberry Pi等。
3. 应用模块：应用模块是智能家居系统与用户交互的界面，可以实现手机APP或者网页端的远程控制功能。
用户可以通过应用模块，随时随地对家居设备进行控制和监控。
二、硬件选型：基于嵌入式系统的智能家居控制方案的实现，需要选择适合的硬件设备。
根据系统需要，需选择包括传感器、嵌入式开发板、通信模块等硬件设备。
1. 传感器选型：根据不同的环境需求，选择合适的传感器进行数据采集。
如温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器等。
传感器的选型需要考虑数据的准确性、稳定性和功耗等因素。
2. 嵌入式开发板选型：嵌入式开发板是智能家居控制系统的核心，它提供了处理器和各种接口，能够实现数据采集和控制功能。
常用的嵌入式开发板包括Arduino、Raspberry Pi等。
选择开发板需要考虑性能、功耗和可扩展性等因素。
3. 通信模块选型：通信模块是实现智能家居系统与用户交互的重要组成部分。
常用的通信模块有Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块等。
嵌入式技术与应用课程标准
《嵌入式技术与应用》课程标准一、课程基本信息【课程名称】嵌入式技术与应用【课程代码】【开课时间】第3 学期【学时/学分数】68学时/4学分【课程类型】专业核心课【授课对象】应用电子技术专业（物联网方向）二、课程定位本课程是为应用电子技术（物联网方向）专业学生开设的职业技能课。
要求学生了解有关嵌入式系统的基本原理、设计方法以及嵌入式系统的最新发展；掌握STM32F103X 系列嵌入式硬件系统的组成和使用；使学生初步掌握嵌入式系统开发的过程和常用方法，了解嵌入式实时操作系统µC/OS-II的基本功能和移植方法。
本课程的学习将为学生今后学习及从事嵌入式系统相关工作打下基础。
先导课程为《电子线路CAD基础》、《C语言程序设计》、《单片机应用技术》等。
后继课程为《嵌入式实训》、《电子系统综合设计》、《毕业设计》等。
三、课程培养目标本课程以学生前期所学的基础专业知识为基础，通过四个模块十二个子项目单元的学习锻炼，达到一定的嵌入式系统硬件驱动、软件移植、项目工程实施的能力。
学生通过学习能够掌握Cortex-M3系列嵌入式硬件系统的结构和内部资源编程与配置，能够在Keil MDK开发环境下进行仿真、调试等操作；了解μC/OS-II操作系统内核机制，理解操作系统的移植条件及方法，最后能在硬件开发平台上进行开发移植等。
在此过程中加强了学生分析问题和解决实际问题的能力，培养了团队合作意识，体现了知识的价值，使得学生初步成长为一个嵌入式系统助理工程师。
1、专业能力●了解嵌入式系统的定义、嵌入式系统分类、发展历程、特点、应用领域、发展趋势。
●掌握STM32F103X系列嵌入式硬件系统的组成、嵌入式微处理器的特点、存储器结构。
●了解嵌入式软件的特点和分类、嵌入式操作系统结构、组成、功能、特点和发展趋势。
●了解嵌入式操作系统µC/OS-II任务的分类、主要特性及内容，任务管理机制，任务管理与调度中的任务定义，理解并掌握优先级反转及解决方法同步、互斥与通信机制、中断和时间管理及内存管理和I/O管理以及系统的移植方法。
嵌入式技术与应用开发项目教程(STM32版)习题答案
嵌入式技术与应用开发项目教程（STM32版）习题答案项目一LED控制设计与实现1-1 嵌入式系统是如何定义的？嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。
目前，国内普遍认同的嵌入式系统定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
1-2 嵌入式系统具有哪些特点？嵌入式系统具有以下几个显著特点：（1）嵌入式系统是面向特定应用；（2）软件要求固态化存储；（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性；（4）嵌入式系统的生命周期较长；（5）嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
1-3 ARM Cortex-M3处理器是哪几个部分组成？嵌入式系统一般是由嵌入式处理器、存储器、输入输出和软件（嵌入式设备的应用软件和操作系统是紧密结合的）等4部分组成。
1-4 简述STM32F103系列产品的命名规则。
STM32F103系列产品的命名规则，是按照“STM32F103XXYY”格式来命名的，具体含义如下：（1）产品系列：STM32是基于ARM Cortex-M3内核设计的32位微控制器；（2）产品类型：F是通用类型；（3）产品子系列：101是基本型、102是USB基本型（USB全速设备）、103是增强型、105或107是互联型；（4）引脚数目（第一个X）：T是36脚、C是48脚、R是64脚、V是100脚、Z是144脚；（5）闪存存储器容量（第二个X）：4是16K、6是32K、8是64K、B是128K、C是256K、D是384K、E是512K；（6）封装（第一个Y）：H是BGA、T是LQFP、U是VFQFPN、Y是WLCSP64；（7）温度范围（第二个Y）：6是工业级温度范围-400C~850C、7是工业级温度范围-400C~1050C。
基于stm32的led控制系统的总结
基于stm32的led控制系统的总结一、介绍基于stm32的led控制系统是一种以stm32微控制器为核心的led灯控制系统，可以实现对led灯的亮度、颜色、闪烁等参数进行精细控制。
该系统通过stm32的高性能和丰富的外设资源，能够实现复杂的led灯效果，具有广泛的应用前景。
本文将对基于stm32的led控制系统进行总结和分析。
二、stm32微控制器1. stm32概述stm32是意法半导体推出的一系列32位微控制器，采用arm cortex-m内核，具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等特点。
在嵌入式系统开发中得到了广泛应用。
2. stm32的外设资源stm32微控制器具有丰富的外设资源，包括通用IO口、定时器、PWM输出、ADC、SPI、I2C、USART等，这些外设资源为led控制系统的实现提供了强大的支持。
三、基于stm32的led控制系统设计1. led灯的连接在基于stm32的led控制系统中，led灯通常通过通用IO口进行连接。
可以根据需求选择不同的IO口，灵活布局led灯的位置和数量。
2. led控制的实现通过stm32的定时器和PWM输出功能，可以实现对led灯亮度的精细调节。
通过串口通信或者其他外设接口，还可以实现led灯颜色、闪烁等参数的控制。
3. 软件设计基于stm32的led控制系统的软件设计通常采用嵌入式C语言进行编写。
程序结构清晰，具有较高的可维护性和可移植性。
开发工具通常采用keil或者iar等嵌入式开发环境。
四、基于stm32的led控制系统的应用基于stm32的led控制系统具有广泛的应用前景，可以应用于各种领域，如智能家居、舞台灯光、广告灯箱等。
其灵活的控制方式和丰富的灯效使其在市场上具有较大的竞争优势。
五、基于stm32的led控制系统的发展趋势基于stm32的led控制系统在未来将会继续得到广泛的应用和发展。
随着stm32微控制器的不断更新和升级，led控制系统的性能和功能将会得到进一步提升，满足更多领域的需求。
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物联网
项目一 LED控制设计与实现
STM32固件库关键子目录和文件
2. STM32固件库关键文件
n 着重介绍STM32固件库Libraries子目录下的几个重要文件。 ① core_cm3.c和core_cm3.h
2. STM32固件库与CMSIS标准
n STM32固件库就是函数的集合，固件库函数的作用是向下负责与寄 存器直接打交道，向上提供用户函数调用的接口（API）。
n 那么对这些函数有什么要求呢？这就要涉及到一个CMSIS标准的基
础知识。
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项目一 LED控制设计与实现
STM32固件库关键子目录和文件
n 每一个“.c”文件和一个相应的“.h”文件对应，这里的文件也是固件库的 核心文件，每个外设对应一组文件。
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项目一 LED控制设计与实现
STM32固件库关键子目录和文件
1. STM32固件库关键子目录
② Project子 目 录 里 面 有 STM32F10x_StdPeriph_Examples和 STM32F10x_StdPeriph_Template子目录。
n பைடு நூலகம்tm32f10x_conf.h是固件库配置文件，有很多#include。在建立工 程时，可以注释掉一些不用的外设头文件，来选择固件库所使用的 外设。
物联网
项目一 LED控制设计与实现
任务2 点亮一个LED
n 使用STM32F103R6芯片，PB8引脚接LED的阴极，通过 C语言程序控制，从PB8引脚输出低电平，使LED点亮。
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项目一 LED控制设计与实现
认识ARM-STM32
n ARM Cortex-M3处理器
n 主要包括处理器内核、嵌套向量中断控制器（NVIC）、存储器保 护单元、总线接口单元和跟踪调试单元等，具有以下性能：
n ARM Cortex-M3 内核使用3级流水线哈佛架构，运用分支预测、单周 期乘法和硬件除法功能，实现了1.25DMIPS/MHz出色的运算效率。
n 支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器，自动配置启 动代码，集成Flash烧写模块，强大的Simulation设备模拟，性 能分析等功能。
STM32
项目一 LED控制设计与实现
任务1 新建一个基于STM32固件库的工程模板
1. 新建工程模板目录
n 主要介绍怎样建立基于V3.5版本固件库的工程模板目录，这样就 方便以后每次在新建工程时，可以直接复制使用。
2. STM32固件库关键文件
② STM32F10x子 目 录 中 的 3个 文 件 ： system_stm32f10x.c、 system_stm32f10x.h以及stm32f10x.h文件，是外设访问层的 源文件和头文件。
n system_stm32f10x.c文件和对应的system_stm32f10x.h头文件是 设置系统以及总线时钟。
n STM32固件库是不断完善升级的，有不同的版本。现使 用的是3.5版本的固件库，是目前最新版本。
n STM32固件库的目录结构，如下图所示。
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项目一 LED控制设计与实现
STM32固件库关键子目录和文件
1. STM32固件库关键子目录
n STM32固件库关键子目录主要有Libraries和Project子目录 ① Libraries子 目 录 有 CMSIS和 STM32F10x_StdPeriph_Driver这 2个
n 新建组和添加文件到工程模板的具体步骤，参考pdf文件。
n 把所有外设的库文件都添加进来了，为后面使用方便，不用每次添 加，这样做的坏处就是工程太大，编译起来速度慢。
4. 工程配置与编译
n 到此为止，新建的基于STM32的Keil μVision4工程就已经基本 完成了。接下来就要进行工程配置和编译了。
n STM32F10x_StdPeriph_Examples子目录存放的是ST官方提供的 固件实例源码，包含了几乎所有STM32F10x外设的使用详细源代码。
n 在以后的开发过程中，可以参考修改这个官方提供的实例，来快速驱动 自己的外设。很多开发板的实例，也都参考了官方提供的例程源码，这 些源码对以后的学习非常重要。
n 中2个文件是位于\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport子目录下面 的，分别是内核访问层的源文件和头文件，提供进入M3内核接口。
n 是由ARM公司提供的CMSIS核心文件，对所有CM3内核的芯片都一 样，永远都不需要修改这个文件。
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STM32固件库关键子目录和文件
n 采用专门面向C语言设计的Thumb-2指令集，最大限度的降低了汇编 语言的使用。
n 单周期乘法和乘法累加指令、硬件除法。 n 准确快速的中断处理，永不超过12周期，最快仅6周期。 n ……
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认识ARM-STM32
n STM32系列处理器
n 是由ST意法半导体公司，以ARM Cortex-M3 为内核开发生产的32 位处理器，专为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计。 目前，STM32系列处理器有以下几个不同系列。
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位操作
n C语言位操作，就是对基本类型变量可以在位级别进行操 作。
n C语言支持如下表所示的6种位操作。
运算符 & | ^
含义 按位与 按位或 按位异或
运算符 ~ << >>
含义 取反 左移 右移
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认识ARM-STM32
n ARM是什么？
n 所有型号的器件都包含2个12位的ADC、1个高级定时器、3个通用16位定 时 器 和 一 个 PWM定 时 器 ， 还 包 含 标 准 和 先 进 的 通 信 接 口 ： 2 个 I2C（ SMBus/PMBus）、2 个SPI同步串行接口（18 兆位/秒）、3 个USART异 步串行接口（4.5 兆位/秒的）、一个USB（2.0B接口）和一个CAN。
STM32
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项目一 LED控制设计与实现
任务1 新建一个基于STM32固件库的工程模板
n 目标
n 建立一个基于V3.5版本固件库的Keil μVision4工程模板，这样就 方便以后每次在新建工程时，可以直接复制使用。
n Keil μVision4版本
n Keil μVision4源自德国的KEIL公司， Keil μVision4集成了业内 最领先的技术，包括μVision4集成开发环境与RealView编译器。
n ARM可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器 的通称，还可以认为是一种技术的名字。
n ARM Cortex系列处理器
n 是基于ARMv7架构的，分为Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M三 类。
n 在命名方式上，基于ARMv7架构的ARM处理器已经不再延用过去的 数字命名方式，如 ARM7，ARM9，ARM11，而是冠以Cortex的代 号。
n 新建Keil μVision4工程模板的具体步骤，参考pdf文件。
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任务1 新建一个基于STM32固件库的工程模板
3. 新建组和添加文件到STM32_ Project工程模板
n 建好STM32_ Project工程后，还要新建USER、CORE、OBJ和 STM32F10x_FWLib四个组，并添加文件到相应组中。
n 用Proteus设计第一个STM32的LED控制电路
1. 新建Proteus工程 2. 设置图纸尺寸 3. 设置网格 4. 添加元器件 5. 放置元器件 6. 调整元器件位置 7. 放置终端 8. 连线 9. 属性设置
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项目一 LED控制设计与实现
任务2 点亮一个LED
n 开发第一个基于工程模板的Keil μVision4工程
n 这里面有一个非常重要的SystemInit()函数，这个函数在系统启动时都 会调用，用来设置系统的整个时钟系统。
n 这也就是不需要用户去配置时钟，程序就能运行的原因。
n stm32f10x.h头文件相当重要，主要包含了STM32F10x系列所有外 设寄存器的定义、位定义、中断向量表、存储空间的地址映射等。
n 只要做STM32开发，就要查看这个文件相关的定义。打开这个文件就可 以看到，里面有非常多的结构体以及宏定义。
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STM32固件库关键子目录和文件
2. STM32固件库关键文件
③ 启动文件
n 在STM32F10x子目录下面还有一个startup子目录，这个子目录里 面放8个启动文件，是以startup开头的“.s”文件。
子目录，包含了固件库核心的所有子文件夹和文件，主要包含大量的 头文件、源文件和系统文件，是开发必须使用的。 n CMSIS子目录存放的是启动文件； n STM32F10x_StdPeriph_Driver子目录存放的是STM32固件库源码
文件。
n inc子目录存放的是stm32f10x_xxx.h头文件，无需改动；src子目录存 放的是stm32f10x_xxx.c固件库源码文件。
n 若采用STM32F103R6芯片，其容量FLASH是32K，是属于小容量 产品，可选择startup_stm32f10x_ld.s启动文件。
n 那么，启动文件到底有什么作用呢？
n 启动文件主要是进行堆栈之类的初始化、中断向量表以及中断函数定义， 还要引导进入main函数。
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