STM32系列成员介绍
stm32是意法半导体 (stmicroelectronics) 公司推出的新一代基于cortex-m内核的32位微控制器系列。stm32以其 高性能、低功耗、一流的外设 、简单易用等特点在近几年迅速发展，占领了很大市场，得到了很多开发者青睐。其应用领域包括电机驱动和 应用控制 ，pc游戏****外设和 gps平台 ** ， 可编程控制器(plc) 、 变频器 、打印机和扫描仪**等。（除了stm32，意法半导体公司还推出了8位微处理器stm8系列，因其高性价比也有很多开发者在使用。这里暂不介绍stm8系列）
stm32系列成员众多，按其性能可分为入门型（f0系列），基础型（f1系列），增强型（f3系列），高性能型（f4，f7等）。按内核的不同分为cortex-m0（f0系列），cortex-m3（f1、f3系列），cortex-m4（f4系列）等。一般初学者选择f103系列较多，既能满足学习要求，又不至于太贵。
光凭一句“高性能”可能对其性能还是没有什么概念。下面是一个常见单片机的性能分数对照表，可供参考。
对照表最下面的at89c52就是最典型的51单片机，可以看到其分数只有2.36。而stm32f103的分数达到了177，stm32f407更是达到了566。
近几年，国产单片机也迅速崛起，在性能上已经不输国外。例如esp8266、esp32系列已经获得众多单片机开发者的喜爱，不仅性能强大，而且自带wifi模块。又如对标stm32的gd32系列，其性能也已经不低于stm32，只是其学习资源不如stm32多。
很多人都是从51开始学习单片机，大学教材也大都以51单片机为例。stm32相比于51单片机，性能大幅提升，外设也更多，为了方便开发，st官方专门发布了标准外设库，只要调用外设库里的函数就能轻松使用各种外设，而不需要对寄存器进行直接操作。
由于stm32功能较强，内部寄存器复杂且多，所以使用起来也相对较麻烦。比如要给某个io口置高电平，51单片机只要 p0^0=1; 一行程序就能实现，但是stm32首先要调用gpio的标准外设库，然后进行gpio初始化并使能对应的时钟，然后才能将gpio置位（当然也可以直接操作寄存器，不过stm32寄存器太多，使用更不方便）。所以很多51单片机学习者刚开始学习stm32会觉得无从下手，其实只要了解了stm32的库函数，其开发就和51一样简单，而且对于大型的项目开发其优势就体现出来了。学习stm32就是学习其库函数，从官方的库函数使用手册入手，学习起来还是很简单的。
stm32型号很多，所以有着规范的命名规则，从其型号便可知道其部分参数，如产品类型，flash容量，封装。
文将以stm32f103c8t6这款单片机为例来介绍stm32。
从命名规则可以知道，stm32f103c8t6是stm32基础型单片机，采用lqfp 48 封装，带有64kb的flash（闪存程序存储器）。其最高工作频率72mhz，20kb的sram，2个12位adc（模数转换器），7通道dma控制器并支持定时器、adc、spi、iic等，带有7个定时器，多达9个通信接口（2个iic、3个usart、2个spi、can接口、usb2.0）。下图是其引脚图。
由于引脚有限，很多io口都是功能复用，下图是其io功能复用情况。
接下来详细介绍各个外设
1.gpio
gpio即通用输入输出口，也就是我们常说的io口。这款单片机有pa（pa0-pa15）、pb（pb0-pb15）、pc 3组io（pc13-pc15），类似于stc89c52的p0、p1、p2口，a与b组每组16个，但c组只有3个。gpio的排列分布不像51单片机那么规则，其实是考虑到开发者需要扩展io时减少电路图的更改。有些gpio默认是不做普通io口的，例如pb4、pb3默认是作为jtag使用，pc14、pc15默认作为rtc的晶振接口，如需作为普通io口使用，则需要将对应复用功能屏蔽。
2.adc
这款单片机有两个12位的adc（pb0：adc_in8、pb1:adc_in9），用以将0-3.3v的电压模拟量转成数字量(0-2^12)。每个adc共用多达16个外部通道， 可以实现单次或扫描转换。在扫描模式下，自动进行在选定的一组模拟输入上的转换。需要注意的是，adc的电源是独立于供电电源的，其供电引脚为vss-a与vdd-a，一般可以将这两个引脚直接与3.3v电源相连。包括其他的几组vdd和vss，直接与3.3v电源连接即可（之所以分几个电源，是为了提高供电稳定性）
3.晶振
从上面的引脚图可以看出，stm32可以外接两个晶振。其中8m晶振就是单片机cpu运行用的，虽然晶振频率只有8m，但其内部频率最高可以达到72mhz，这得益于其内部的分频器，将8m震荡频率经二分频就得到了16m，经过多次分频就能得到更高的频率。
下图是其时钟树示意图。
另外一个32.768khz的低频晶振是用于内部 rtc时钟 。stm32自带rtc时钟，类似于手机、电脑的系统时钟。不知大家有没有注意过，在我们的手机或者电脑没有联网的时候，重新开机后仍然可以显示时间，其实这就是rtc时钟。原理就是在手机或者电脑主电源断电的情况下，自动启用后备电源（电脑的后备电源就是主板上的纽扣电池），维持rtc时钟晶振工作，以实现主电源断电下也能计时。之所以不采用8m高频晶振作为rtc的振荡源，是因为高频晶振受温度、制作工艺影响大而容易出现误差(rtc的误差就小得多了)。要想使用stm32的rtc，只需要给1号引脚vbat接一个纽扣电池即可，在未接3.3v电源时，会自动使用纽扣电池供电，接了3.3v电源又会自动切换至3.3v电源供电。因为rtc耗电极低，所以一颗纽扣电池也足够使用很长时间。但是在主电源断电情况下，如果纽扣电池也没电了，内部的时钟时间就会丢失，再次上电就恢复成了初始时间。
关于其具体用法，以后再做详细介绍。
4.iic、usart、spi通信
stm32外设丰富，支持硬件级的iic、usart、sp通信。相比于软件实现的通信，硬件级的更快，更稳定，更方便。
iic一般用于单片机与传感器、显示屏、eeprom等外设间的数据传输。其iic接口支持 7 位或 10 位寻址， 7 位从模式时支持双从地址寻址。内置了硬件 crc发生器/ 校验器。
它们可以使用** dma** 操作并支持 smbus 总线 2.0 版 /pmbus 总线。
usart可用于单片机与电脑的的串口通信。usart1接口通信速率可达4.5mbps，其他接口的通信速率可达2.25mbps。usart接口具有硬 件的cts和rts信号管理、支持irda sir endec传输编解码、兼容iso7816的智能卡并提供lin主/ 从功能。 所有usart接口都可以使用dma操作。
spi比前两种通信拥有更快的通信速率，一般用于数据传输量大的场合，比如控制高分辨率或高刷新率的彩屏。spi接口，在从或主模式下，全双工和半双工的通信速率可达18mbps。3位的预分频器可 产生8种主模式频率，可配置成每帧8位或16位。硬件的crc产生/校验支持基本的sd卡和mmc模式。 所有的spi接口都可以使用dma操作。
5.jtag、swd与仿真器
在stm32上有几个接口称为jtag、swd。jtag接口(joint test action group，联合测试工作组)，是一种国际标准测试协议（ieee 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持jtag协议，如dsp、fpga器件等。标准的jtag接口是4线：tms（pa13）、tck（pa14）、tdi（pa15）、tdo（pb3），分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。有了jtag，就可以对单片机程序进行在线调试，包括 断点调试 ，变量监 控 ，对于程序查错是非常方便。
swd接口即串行调试（serialwiredebug），是一种和jtag不同的调试模式，最直接的区别是调试接口上，swd只需要4（或者5）个引脚：3.3v、gnd、swdio（pa13）、swclk（pa14）。他的swdio、swclk与jtag的tms、tck复用了。
要想实现在线调试，还需要专门的仿真工具。常用的仿真器有j-link、u-link、st-link
j-link其实就是一个usb转jtag的工具，可将电脑与jtag端口相连。jlink是一个通用的开发工具，可以用于keil、iar、ads 等平台。速度，效率，功能都很好。
u-link是arm/keil公司推出的仿真器，不过现在能买到的都是其升级版本ulink2和ulink pro仿真器。ulink/ulink2可以配合keil软件实现仿真功能，仅可以在keil软件上使用（不支持iar、ads等其他平台）。
st-link是专门针对意法半导体stm8和stm32系列芯片的仿真器。st-link /v2指定的swim标准接口和jtag / swd标准接口，通过st-link可直接将程序写入单片机（swim / jtag / swd）以及eeprom烧写，当然也也支持在线仿真，相比另外两种，更具优势。所以个人非常推荐该仿真器
6.程序开发平台
stm32程序开发平台主要有keil、iar、stm32cudeide等。keil支持众多单片机开发，版本如今已更新到keil 5。iar相比keil，编译的代码更紧凑，实际使用与keil差不多。stm32cudeide是stm专门为stm32开发的ide，但是使用还是比不上前两种平台
7.其他
内部温度传感器：stm内部有一个温度传感器，并连接到pc13，可用于监测芯片温度。
控制器区域网络（can）：can 接口兼容规范 2.0a 和 2.0b( 主动 ) ，位速率高达 1mbps 。它可以接收和发送 11 位标识符的标准帧， 也可以接收和发送29 位标识符的扩展帧。具有 3 个发送邮箱和 2 个接收 fifo ， 3 级 14 个可调节的滤波器。一般用与单片机与上位机的通信。
通用串行总线 (usb)：内嵌一个兼容全速 usb 的设备控制器，遵循全速 usb 设备 (12mbps
) 标准，端点可由软件配置，具有待机 / 唤醒功能。
定时器：中等容量的stm32f103xx增强型系列产品包含1个高级控制定时器、3个普通定时器，以及2个看门 狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。
看门狗：用于防止程序跑偏。独立的看门狗是基于一个 12 位的递减计数器和一个 8 位的预分频器，它由一个内部独立的 40khz 的 rc 振荡器提供时钟；因为这个rc 振荡器独立于主时钟，所以它可运行于停机和待机模式。它可以被当 成看门狗用于在发生问题时复位整个系统，或作为一个自由定时器为应用程序提供超时管理。通过 选项字节可以配置成是软件或硬件启动看门狗。
在调试模式下，计数器可以被冻结。窗口看门狗内有一个7 位的递减计数器，并可以设置成自由运行。它可以被当成看门狗用于在发生问 题时复位整个系统。它由主时钟驱动，具有早期预警中断功能；在调试模式下，计数器可以被冻结。
基于ARM的智能综合监控基站方案设计
为移动出行革命铺平道路
FAKRA连接线的作用有哪些？
以太网和SMBus在单一平台上提供数据和电源管理
三星Galaxy A系列和S系列之间的区别
STM32系列成员介绍
vivoX27怎么样 值不值得买
如何利用STM32代码进行读保护功能
LFP电池在乘用车领域的装机占比进一步提升
汽车动力技术未来二十年发展趋势
基于ZEMAX的汽车前照灯的鳞甲反光杯系统设计
配电箱结构 配电箱的主要特点
PI LED驱动LYTSwitch家族添新成员，引入FluxLink技术
韩国LG化学表示正加大马力促进电池组件本土化生产 以减少对日本的依赖性
开关电源的各种拓扑结构之间的关系及由来
特斯拉提升上海超级工厂产能 首次拿下中国新能源汽车产量榜首
吸尘器哪个品牌好？追觅吸尘器助你轻松清洁
Littelfuse完成了对TE Connectivity电路保护业务的并购
直流电源EMI滤波器的设计原则
特斯拉Q3实现营收233.5亿美元，毛利率降至17.9%
stm32系列成员众多，按其性能可分为入门型（f0系列），基础型（f1系列），增强型（f3系列），高性能型（f4，f7等）。按内核的不同分为cortex-m0（f0系列），cortex-m3（f1、f3系列），cortex-m4（f4系列）等。一般初学者选择f103系列较多，既能满足学习要求，又不至于太贵。
光凭一句“高性能”可能对其性能还是没有什么概念。下面是一个常见单片机的性能分数对照表，可供参考。
对照表最下面的at89c52就是最典型的51单片机，可以看到其分数只有2.36。而stm32f103的分数达到了177，stm32f407更是达到了566。
近几年，国产单片机也迅速崛起，在性能上已经不输国外。例如esp8266、esp32系列已经获得众多单片机开发者的喜爱，不仅性能强大，而且自带wifi模块。又如对标stm32的gd32系列，其性能也已经不低于stm32，只是其学习资源不如stm32多。
很多人都是从51开始学习单片机，大学教材也大都以51单片机为例。stm32相比于51单片机，性能大幅提升，外设也更多，为了方便开发，st官方专门发布了标准外设库，只要调用外设库里的函数就能轻松使用各种外设，而不需要对寄存器进行直接操作。
由于stm32功能较强，内部寄存器复杂且多，所以使用起来也相对较麻烦。比如要给某个io口置高电平，51单片机只要 p0^0=1; 一行程序就能实现，但是stm32首先要调用gpio的标准外设库，然后进行gpio初始化并使能对应的时钟，然后才能将gpio置位（当然也可以直接操作寄存器，不过stm32寄存器太多，使用更不方便）。所以很多51单片机学习者刚开始学习stm32会觉得无从下手，其实只要了解了stm32的库函数，其开发就和51一样简单，而且对于大型的项目开发其优势就体现出来了。学习stm32就是学习其库函数，从官方的库函数使用手册入手，学习起来还是很简单的。
stm32型号很多，所以有着规范的命名规则，从其型号便可知道其部分参数，如产品类型，flash容量，封装。
文将以stm32f103c8t6这款单片机为例来介绍stm32。
从命名规则可以知道，stm32f103c8t6是stm32基础型单片机，采用lqfp 48 封装，带有64kb的flash（闪存程序存储器）。其最高工作频率72mhz，20kb的sram，2个12位adc（模数转换器），7通道dma控制器并支持定时器、adc、spi、iic等，带有7个定时器，多达9个通信接口（2个iic、3个usart、2个spi、can接口、usb2.0）。下图是其引脚图。
由于引脚有限，很多io口都是功能复用，下图是其io功能复用情况。
接下来详细介绍各个外设
1.gpio
gpio即通用输入输出口，也就是我们常说的io口。这款单片机有pa（pa0-pa15）、pb（pb0-pb15）、pc 3组io（pc13-pc15），类似于stc89c52的p0、p1、p2口，a与b组每组16个，但c组只有3个。gpio的排列分布不像51单片机那么规则，其实是考虑到开发者需要扩展io时减少电路图的更改。有些gpio默认是不做普通io口的，例如pb4、pb3默认是作为jtag使用，pc14、pc15默认作为rtc的晶振接口，如需作为普通io口使用，则需要将对应复用功能屏蔽。
2.adc
这款单片机有两个12位的adc（pb0：adc_in8、pb1:adc_in9），用以将0-3.3v的电压模拟量转成数字量(0-2^12)。每个adc共用多达16个外部通道， 可以实现单次或扫描转换。在扫描模式下，自动进行在选定的一组模拟输入上的转换。需要注意的是，adc的电源是独立于供电电源的，其供电引脚为vss-a与vdd-a，一般可以将这两个引脚直接与3.3v电源相连。包括其他的几组vdd和vss，直接与3.3v电源连接即可（之所以分几个电源，是为了提高供电稳定性）
3.晶振
从上面的引脚图可以看出，stm32可以外接两个晶振。其中8m晶振就是单片机cpu运行用的，虽然晶振频率只有8m，但其内部频率最高可以达到72mhz，这得益于其内部的分频器，将8m震荡频率经二分频就得到了16m，经过多次分频就能得到更高的频率。
下图是其时钟树示意图。
另外一个32.768khz的低频晶振是用于内部 rtc时钟 。stm32自带rtc时钟，类似于手机、电脑的系统时钟。不知大家有没有注意过，在我们的手机或者电脑没有联网的时候，重新开机后仍然可以显示时间，其实这就是rtc时钟。原理就是在手机或者电脑主电源断电的情况下，自动启用后备电源（电脑的后备电源就是主板上的纽扣电池），维持rtc时钟晶振工作，以实现主电源断电下也能计时。之所以不采用8m高频晶振作为rtc的振荡源，是因为高频晶振受温度、制作工艺影响大而容易出现误差(rtc的误差就小得多了)。要想使用stm32的rtc，只需要给1号引脚vbat接一个纽扣电池即可，在未接3.3v电源时，会自动使用纽扣电池供电，接了3.3v电源又会自动切换至3.3v电源供电。因为rtc耗电极低，所以一颗纽扣电池也足够使用很长时间。但是在主电源断电情况下，如果纽扣电池也没电了，内部的时钟时间就会丢失，再次上电就恢复成了初始时间。
关于其具体用法，以后再做详细介绍。
4.iic、usart、spi通信
stm32外设丰富，支持硬件级的iic、usart、sp通信。相比于软件实现的通信，硬件级的更快，更稳定，更方便。
iic一般用于单片机与传感器、显示屏、eeprom等外设间的数据传输。其iic接口支持 7 位或 10 位寻址， 7 位从模式时支持双从地址寻址。内置了硬件 crc发生器/ 校验器。
它们可以使用** dma** 操作并支持 smbus 总线 2.0 版 /pmbus 总线。
usart可用于单片机与电脑的的串口通信。usart1接口通信速率可达4.5mbps，其他接口的通信速率可达2.25mbps。usart接口具有硬 件的cts和rts信号管理、支持irda sir endec传输编解码、兼容iso7816的智能卡并提供lin主/ 从功能。 所有usart接口都可以使用dma操作。
spi比前两种通信拥有更快的通信速率，一般用于数据传输量大的场合，比如控制高分辨率或高刷新率的彩屏。spi接口，在从或主模式下，全双工和半双工的通信速率可达18mbps。3位的预分频器可 产生8种主模式频率，可配置成每帧8位或16位。硬件的crc产生/校验支持基本的sd卡和mmc模式。 所有的spi接口都可以使用dma操作。
5.jtag、swd与仿真器
在stm32上有几个接口称为jtag、swd。jtag接口(joint test action group，联合测试工作组)，是一种国际标准测试协议（ieee 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持jtag协议，如dsp、fpga器件等。标准的jtag接口是4线：tms（pa13）、tck（pa14）、tdi（pa15）、tdo（pb3），分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。有了jtag，就可以对单片机程序进行在线调试，包括 断点调试 ，变量监 控 ，对于程序查错是非常方便。
swd接口即串行调试（serialwiredebug），是一种和jtag不同的调试模式，最直接的区别是调试接口上，swd只需要4（或者5）个引脚：3.3v、gnd、swdio（pa13）、swclk（pa14）。他的swdio、swclk与jtag的tms、tck复用了。
要想实现在线调试，还需要专门的仿真工具。常用的仿真器有j-link、u-link、st-link
j-link其实就是一个usb转jtag的工具，可将电脑与jtag端口相连。jlink是一个通用的开发工具，可以用于keil、iar、ads 等平台。速度，效率，功能都很好。
u-link是arm/keil公司推出的仿真器，不过现在能买到的都是其升级版本ulink2和ulink pro仿真器。ulink/ulink2可以配合keil软件实现仿真功能，仅可以在keil软件上使用（不支持iar、ads等其他平台）。
st-link是专门针对意法半导体stm8和stm32系列芯片的仿真器。st-link /v2指定的swim标准接口和jtag / swd标准接口，通过st-link可直接将程序写入单片机（swim / jtag / swd）以及eeprom烧写，当然也也支持在线仿真，相比另外两种，更具优势。所以个人非常推荐该仿真器
6.程序开发平台
stm32程序开发平台主要有keil、iar、stm32cudeide等。keil支持众多单片机开发，版本如今已更新到keil 5。iar相比keil，编译的代码更紧凑，实际使用与keil差不多。stm32cudeide是stm专门为stm32开发的ide，但是使用还是比不上前两种平台
7.其他
内部温度传感器：stm内部有一个温度传感器，并连接到pc13，可用于监测芯片温度。
控制器区域网络（can）：can 接口兼容规范 2.0a 和 2.0b( 主动 ) ，位速率高达 1mbps 。它可以接收和发送 11 位标识符的标准帧， 也可以接收和发送29 位标识符的扩展帧。具有 3 个发送邮箱和 2 个接收 fifo ， 3 级 14 个可调节的滤波器。一般用与单片机与上位机的通信。
通用串行总线 (usb)：内嵌一个兼容全速 usb 的设备控制器，遵循全速 usb 设备 (12mbps
) 标准，端点可由软件配置，具有待机 / 唤醒功能。
定时器：中等容量的stm32f103xx增强型系列产品包含1个高级控制定时器、3个普通定时器，以及2个看门 狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。
看门狗：用于防止程序跑偏。独立的看门狗是基于一个 12 位的递减计数器和一个 8 位的预分频器，它由一个内部独立的 40khz 的 rc 振荡器提供时钟；因为这个rc 振荡器独立于主时钟，所以它可运行于停机和待机模式。它可以被当 成看门狗用于在发生问题时复位整个系统，或作为一个自由定时器为应用程序提供超时管理。通过 选项字节可以配置成是软件或硬件启动看门狗。
在调试模式下，计数器可以被冻结。窗口看门狗内有一个7 位的递减计数器，并可以设置成自由运行。它可以被当成看门狗用于在发生问 题时复位整个系统。它由主时钟驱动，具有早期预警中断功能；在调试模式下，计数器可以被冻结。
基于ARM的智能综合监控基站方案设计
为移动出行革命铺平道路
FAKRA连接线的作用有哪些？
以太网和SMBus在单一平台上提供数据和电源管理
三星Galaxy A系列和S系列之间的区别
STM32系列成员介绍
vivoX27怎么样 值不值得买
如何利用STM32代码进行读保护功能
LFP电池在乘用车领域的装机占比进一步提升
汽车动力技术未来二十年发展趋势
基于ZEMAX的汽车前照灯的鳞甲反光杯系统设计
配电箱结构 配电箱的主要特点
PI LED驱动LYTSwitch家族添新成员，引入FluxLink技术
韩国LG化学表示正加大马力促进电池组件本土化生产 以减少对日本的依赖性
开关电源的各种拓扑结构之间的关系及由来
特斯拉提升上海超级工厂产能 首次拿下中国新能源汽车产量榜首
吸尘器哪个品牌好？追觅吸尘器助你轻松清洁
Littelfuse完成了对TE Connectivity电路保护业务的并购
直流电源EMI滤波器的设计原则
特斯拉Q3实现营收233.5亿美元，毛利率降至17.9%