Day 4

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#51单片机 #嵌入式硬件 #c++

Day 4

一.什么是单片机

单片机（Single - Chip Microcomputer）单片机微型计算机，是一种集成电路芯片，把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、闪存 flash、多种 I/O 口和中断系统、定时器 / 计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

架构：

特点：体积小，功耗低，集成度高，使用方便，扩展灵活

二.Cortex-M系列介绍

2.2 Cortex-M 系列介绍

2.2.1 ARM 公司与 ST 公司

ARM 公司：只做内核设计和 IP 授权，不参与芯片设计。
ST 公司：拿到 ARM 公司授权后，进行芯片设计。类似的公司还有华为、高通、NXP 等。

2.2.2 ARM 内核系列

A 系列：Application 缩写。高性能应用，比如：手机、电脑、电视等。
R 系列：Real-time 缩写。实时性强，汽车电子、军工、无线基带等。
M 系列：Microcontroller 缩写。超低功耗，工控、消费电子、家电、医疗器械等。
性能由高到低，时钟频率由高到低。

2.2.3 STM32 命名规则

ST-- 意法半导体
M–Microelectronics 微电子
32-- 总线宽度

我们用的上官二号开发板使用的是STM32F103C8T6

三.关于数据手册

3.1关于数据手册

ST官网：www.ST.com 在ST官网搜索芯片型号，然后下载手册

万能的某宝详情页白嫖万能的某度

3.2如何阅读数据手册

两个里选一个重点关注引脚定义

四.嵌入式硬件基础

4.1 认识上官二号核心板（核心板）

主控芯片: STM32F103C8T6
高速晶振: 8M
低速晶振: 32.768k
LED: 5 颗
KEY: 3 个

项目	介绍
内核	Cortex-M3
Flash	64K x 8bit
SRAM	20K x 8bit
GPIO	37 个 GPIO，分别为 PA0 - PA15、PB0 - PB15、PC13 - PC15、PD0 - PD1
ADC	2 个 12bit ADC 合计 12 路通道，外部通道: PA0 到 PA7 + PB0 到 PB1 内部通道：温度传感器通道 ADC_Channel_16 和内部参考电压通道 ADC_Channel_17
定时器 / 计数器	4 个 16bit 定时器 / 计数器，分别为 TIM1、TIM2、TIM3、TIM4，TIM1 带死区插入，常用于产生 PWM 控制电机
看门狗定时器	2 个看门狗定时器 (独立看门狗 WDG、窗口看门狗 WWDG)
滴答定时器	1 个 24bit 向下计数的滴答定时器 systick
工作电压、温度	2V - 3.6V、-40°C - 85°C
通信串口	2 * IIC，2 * SPI，3 * USART，1 * CAN
系统时钟	内部 8MHz 时钟 HSI 最高可倍频到 64MHz，外部 8MHZ 时钟 HSE 最高可倍频到 72MHZ

4.2 STM32F103C8T6引脚分布

电源引脚
基本以字母 V 开头，比如 VDD/VSS、VDDA/VSSA、VREF+/VREF-、VBAT 等。
VDD/VSS：数字部分电源正 / 负引脚，为 STM32 供电。
VDDA/VSSA：模拟部分电源正 / 负引脚，为内部模拟部分供电。
VREF+/VREF-：为 ADC/DAC 提供参考电压，100 脚以上的型号才有这两个脚。
VBAT：RTC / 后备区域供电引脚。
晶振引脚
一共两组：OSC_IN/OSC/OUT、OSC_IN32/OSC_OUT32。
OSC_IN/OSC/OUT：外部 HSE 晶振引脚（高速），用于给 STM32 提供高精度系统时钟。
OSC_IN32/OSC_OUT32：外部 LSE 晶振引脚（低速），用于给 STM32 内部 RTC 提供晶振。
内部晶振：HSI、LSI
复位引脚
只有一个：NRST
用于复位 STM32，低电平有效。

只能下载程序，无法调试

BOOT引脚

BOOT0 和 BOOT1

4.3STM32最小系统

单片机最小系统是指能够将单片机芯片运行所必需的最少的硬件电路集成在一起的系统。
它是一种基本的单片机应用系统，通常由主芯片，时钟电路，复位电路，电源电路，BOOT 启动电路，程序下载电路，扩展接口组成，为单片机提供时钟信号、复位信号以及外设接口等必要功能。

STM32 中的晶振是一个非常重要的组成部分，它为整个系统提供了一个稳定的时钟源。具体来说，晶振在 STM32 中的作用如下：

提供时钟信号：晶振是一个振荡器，它会产生连续的脉冲信号，这些信号的频率非常稳定。STM32 微控制器中的 CPU 和其他外围设备需要一个稳定的时钟信号来协调它们的工作。因此，晶振为整个系统提供了一个可靠的时钟源，使得各个模块能够以相同的频率工作，从而保证系统的稳定性和准确性。
决定 CPU 的工作速度：晶振的频率决定了 CPU 的工作速度。频率越高，CPU 的执行速度就越快；反之，频率越低，CPU 的执行速度就越慢。因此，根据实际需求选择合适的晶振，可以确保系统在满足性能要求的同时，不会造成不必要的功耗浪费。
确保外围设备的正常工作：除了 CPU 之外，系统中还有很多其他的外围设备，如串口、定时器、ADC 等。这些外围设备也需要时钟信号来进行工作。晶振提供的时钟信号可以确保这些外围设备正常、准确地工作。
解决电磁兼容性问题：一些外围设备在工作时可能会产生电磁干扰，这些干扰可能会影响系统的稳定性。而晶振产生的时钟信号是高度稳定的，因此使用晶振可以减少由于电磁干扰导致的系统误差或故障。

综上所述，晶振在 STM32 微控制器中起着非常重要的作用。它不仅为整个系统提供了一个稳定的时钟源，还决定了 CPU 的工作速度和外围设备的正常工作。因此，选择合适的晶振对于保证系统的稳定性和准确性至关重要。