以小見大,教你既看懂STM32命名又了解單片機知識
發布時間:2015-02-11 責任編輯:sherryyu
【導讀】本篇文章從STM32xiliedemingmingjiangqi,bujinjiangcixiliedemingmingguizejiangjiedefeichangtouche。haiduidanpianjizhishidangzhongdejichumingciheyixieteshumingcijinxinglejieshi,jihunangkuolesuoyoudezhishimian。duiyuxinshoulaishuoshizaishiyipianbudebukandehaowenzhang。
對單片機處理器行業有所了解的朋友一定對STM32係列非常熟悉。這個係列以性能高成本低而備受關注,因此應用的範圍也是最廣泛的。所以很多新手都會從此係列開始學習,STM32係列的名字都很長,有些新手非常好奇這些奇長的名字都是怎麼來的呢?本篇文章就將為大家揭開這個謎底。

STM32型號的說明
以STM32F103RBT6這個型號的芯片為例,該型號的組成為7個部分,其命名規則如下:
1STM32STM32代表ARM Cortex-M3內核的32位微控製器,2FF代表芯片子係列,3103103代表增強型係列。
4RR這一項代表引腳數,其中T代表36腳,C代表48腳,R代表64腳,V代表100腳,Z代表144腳。
5BB這一項代表內嵌Flash容量,其中6代表32K字節Flash,8代表64K字節Flash,B代表128K字節Flash,C代表256K字節Flash,D代表384K字節Flash,E代表512K字節Flash。
6TT這一項代表封裝,其中H代表BGA封裝,T代表LQFP封裝,U代表VFQFPN封裝。
766這一項代表工作溫度範圍,其中6代表-40——85℃,7代表-40——105℃。
103性能特點
內核:ARM32位Cortex-M3 CPU,最高工作頻率72MHz,1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬件除法。
存儲器:片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。
時鍾、複位和電源管理:2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅動電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器(PVD)。4-16MHz的晶振。內嵌出廠前調校的8MHz RC振蕩電路。內部40 kHz的RC振蕩電路。用於CPU時鍾的PLL。帶校準用於RTC的32kHz的晶振。
低功耗:3種低功耗模式:休眠,停止,待機模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。
調試模式:串行調試(SWD)和JTAG接口。
DMA:12通道DMA控製器。支持的外設:定時器,ADC,DAC,SPI,IIC和UART。
2個12位的us級的A/D轉換器(16通道):A/D測量範圍:0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個溫度傳感器。
2通道12位D/A轉換器:STM32F103xC、STM32F103xD、STM32F103xE獨有。
最多高達112個的快速I/O端口:根據型號的不同,有26、37、51、80、和112的I/O端口,所有的端口都可以映射到16個外部中斷向量。除了模擬輸入,所有的都可以接受5V以內的輸入。
最多多達11個定時器:4個16位定時器,每個定時器有4個IC/OC/PWM或者脈衝計數器。2個16位的6通道 高級控製定時器:最多6個通道可用於PWM輸出。2個看門狗定時器(獨立看門狗和窗口看門狗)。Systick定時器:24位倒計數器。2個16位基本定時器用於驅動DAC。
最多多達13個通信接口:2個IIC接口(SMBus/PMBus)。5個USART接口(ISO7816接口,LIN,IrDA兼容,調試控製)。3個SPI接口(18 Mbit/s),兩個和IIS複用。CAN接口(2.0B)。USB 2.0全速接口。SDIO接口。
ECOPACK封裝:STM32F103xx係列微控製器采用ECOPACK封裝形式。
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晶振工作原理
計算機都有個計時電路,盡管一般使用“時鍾”這個詞來表示這些設備,但它們實際上並不是通常意義的時鍾,把它們稱為計時器(timer)可ke能neng更geng恰qia當dang一yi點dian。計ji算suan機ji的de計ji時shi器qi通tong常chang是shi一yi個ge精jing密mi加jia工gong過guo的de石shi英ying晶jing體ti,石shi英ying晶jing體ti在zai其qi張zhang力li限xian度du內nei以yi一yi定ding的de頻pin率lv振zhen蕩dang,這zhe種zhong頻pin率lv取qu決jue於yu晶jing體ti本ben身shen如ru何he切qie割ge及ji其qi受shou到dao張zhang力li的de大da小xiao。有you兩liang個ge寄ji存cun器qi與yu每mei個ge石shi英ying晶jing體ti相xiang關guan聯lian,一yi個ge計ji數shu器qi(counter)和一個保持寄存器(holdingregister)。石英晶體的每次振蕩使計數器減1。當計數器減為0時,產生一個中斷,計數器從保持寄存器中重新裝入初始值。這 種方法使得對一個計時器進行編程,令其每秒產生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產生中斷)成為可能。每次中斷稱為一個時鍾嘀嗒(clocktick)。
jingzhenzaidianqishangkeyidengxiaochengyigedianrongheyigedianzubinglianzaichuanlianyigedianrongdeerduanwangluo,diangongxueshangzhegewangluoyoulianggexiezhendian,yipinlvdegaodifenqizhongjiaodidepinlvweichuanlianxiezhen,jiaogaodepinlvweibinglianxiezhen。youyujingtizishendetexingzhishizhelianggepinlvdejulixiangdangdejiejin,zaizhegejizhaidepinlvfanweinei,jingzhendengxiaoweiyigediangan,suoyizhiyaojingzhendeliangduanbinglianshangheshidedianrongtajiuhuizuchengbinglianxiezhendianlu。zhegebinglianxiezhendianlujiadaoyigefufankuidianluzhongjiukeyigouchengzhengxianbozhendangdianlu,youyujingzhendengxiaoweidiangandepinlvfanweihenzhai,suoyijishiqitayuanjiandecanshubianhuahenda,zhegezhendangqidepinlvyebuhuiyouhendadebianhua。
晶jing振zhen有you一yi個ge重zhong要yao的de參can數shu,那na就jiu是shi負fu載zai電dian容rong值zhi,選xuan擇ze與yu負fu載zai電dian容rong值zhi相xiang等deng的de並bing聯lian電dian容rong,就jiu可ke以yi得de到dao晶jing振zhen標biao稱cheng的de諧xie振zhen頻pin率lv。一yi般ban的de晶jing振zhen振zhen蕩dang電dian路lu都dou是shi在zai一yi個ge反fan相xiang放fang大da器qi(注意是放大器不是反相器)deliangduanjierujingzhen,zaiyoulianggedianrongfenbiejiedaojingzhendeliangduan,meigedianrongdelingyiduanzaijiedaodi,zhelianggedianrongchuanlianderongliangzhijiuyinggaidengyufuzaidianrong,qingzhuyiyibanIC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
複位電路的作用
CPU 、單片機的內部結構很複雜,基本組成部分是:運算器、寄存器、存儲器(RAM、ROM)、微程序控製器、地址計數器、I/O控製器、定時器等,機器上電或程序運行出錯時,內部是隨機的混亂狀態,各個功能寄存器的數據是隨機的,尤其是程序計數器 PC,是給 CPU指示下一條指令的地址指針,哪怕是錯一個地址,整個程序就亂套了,如果學習過彙編語言就會明白。
而在複位端子提供一個時間足夠長的複位脈衝,CPU內部就會按照設計者的意圖,對各個部件進行初始化工作,PC指向固定的地址,程序從此開始正常運行。
在單片機內部都有獨立運行的可編程定時器,俗稱看門狗,如果程序在規定的時間內沒有進行清零操作,計數器溢出就會強製CPU進入複位操作,使智能化儀器可以從死機故障中自行解脫出來。
複位一般有三種模式:上電複位、手動複位、看門狗複位。
Flash存儲器 Flash 閃存的英文名稱是"Flash Memory",一般簡稱為"Flash",它屬於內存器件的一種,是一種不揮發性( Non-Volatile)內存。閃存的物理特性與常見的內存有根本性的差異:目前各類 DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都屬於揮發性內存,隻要停止電流供應內存中的數據便無法保持,因此每次電腦開機都需要把數據重新載入內存;shancunzaimeiyoudianliugongyingdetiaojianxiayenenggouchangjiudibaochishuju,qicunchutexingxiangdangyuyingpan,zhexiangtexingzhengshishancundeyichengweigeleibianxiexingshuzishebeidecunchujiezhidejichu。
SRAM是運行程序的空間,FLASH是存儲程序的地方
RAM(random access memory)suijicunchuqi。cunchudanyuandeneirongkeanxusuiyiquchuhuocunru,qiecunqudesuduyucunchudanyuandeweizhiwuguandecunchuqi。zhezhongcunchuqizaiduandianshijiangdiushiqicunchuneirong,guzhuyaoyongyucunchuduanshijianshiyongdechengxu。anzhaocunchuxinxidebutong,suijicunchuqiyoufenweijingtaisuijicunchuqi(Static RAM,SRAM)和動態隨機存儲器(Dynamic RAM,DRAM)。
ROM(read only memory)隻讀存儲器,掉電不丟失;Flash就是rom,sram就是靜態隨機儲存器;sram是程序加載的地方,flash就是放程序的地方;rom隻是一種形象的稱呼,意思就是掉電不丟失的儲存器,因為以前有PROM,EPROM,E2PROM;現在都是閃存flash的天下,因為flash容量大。
FLASH程序存儲器存程序,單片機上電後會自動從這裏讀代碼開始運行。
SRAM是跑程序時候暫存臨時數據的地方,一般不太大,從128字節到幾K字節都有,一掉電數據就沒了。
EEPROM是掉電也不丟數據的存儲器,一般都用來存設置的。你可以一字節一字節的把每字節的8位1任意編寫成0。但這片一般是按扇區為單位,一擦除就是全成1。 由字麵意思就可以理解,SDRAM SRAM DRAM都可以統稱RAM,random access memory的縮寫,隻是前麵加了幾個修飾詞而已。
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SRAM:jingtaisuijicunchuqi,jiushitabuxuyaoshuaxindianlu,buxiangdongtaisuijicunchuqinayang,meigeyiduanshijianjiuyaoshuaxinyicishuju。danshitajichengdubijiaodi,bushihezuorongliangdadeneicun,yibanshiyongzaichuliqidehuancunlimian。xiangS3C2440的ARM9處理器裏麵就有4K的SRAM用來做CPU啟動時用的。
SDRAM:同步動態隨機存儲器,像電腦的內存就是用的這種RAM叫DDR SDRAM。qijichengdufeichanggao,yinweishidongtaide,suoyibixuyoushuaxindianlu,meigeyiduanshijianbixudeshuaxinshuju。qicunchudanyuanbushianxianxingpailiede,shifenyede。yibandeqianrushichanpinlimiandeneicundoushiyongdeSDRAM。
DRAM:動態隨機存儲器,SDRAM隻是其中的一種吧,沒用過,不怎麼清楚。
ROM:隻讀存儲器的總稱。
PROM:可編程隻讀存儲器,隻能寫一次,寫錯了就得報廢,現在用得很少了,好像那些成本比較低的OPT單片機裏麵用的就是這種存儲器吧。
EPRM:沒見過,不知道什麼東西。網上也找不到相關的東西。是EPROM吧?
EPROM:可擦除可編程存儲器,這東西也比較古老了,是EEPROM的前身,在芯片的上麵有個窗口,通過紫外線的照射來擦除數據。非常之麻煩。
EEPROM:電可擦除可編程隻讀存儲器,比之EPROM就先進點了,可以用電來擦除裏麵對數據,也是現在用得比較多的存儲器,比如24CXX係列的EEPROM。
NANDFLASH和NORFLASH都是現在用得比較多的非易失性閃存。NOR采用的並行接口,其特點讀取的速度比之NAND快樂很多倍,其程序可以直接在NOR裏麵運行。但是它的擦除速度比較慢,集成度低,成本高的。現在的NOR的容量一般在2M左右,一般是用在代碼量小的嵌入式產品方麵。還有就是在ARM9的開發板上可以看見。
而NAND呢,采用的是串行的接口,CPU從裏麵讀取數據的速度很慢,所以一般用NAND做閃存的話就必須把NAND裏麵的數據先讀到內存裏麵,然後CPU才能夠執行。就跟電腦的硬盤樣的。但是它的集成度很高,我的ARM9的開發板上麵一塊256M的NAND還沒有一塊2M的NOR的一半大,所以成本很低。還有就是它的擦除速度也的NOR要快。要不然的話那就真的悲劇了,假如擦除一塊2M的NOR要一分鍾,如果NAND的擦除速度比NOR還要慢,那擦除一塊256M的NAND不是要幾個小時。NAND一般是用在那些要跑大型的操作係統的嵌入式產品上麵,比如LINUX啊,WINCE啊。NOR可是可以跑,可以把LINUX操作係統剪裁到2M以內,一個產品難道隻去跑係統嗎?用戶的應用程序呢!其(qi)實(shi)很(hen)多(duo)時(shi)候(hou),一(yi)個(ge)嵌(qian)入(ru)式(shi)產(chan)品(pin)裏(li)麵(mian),操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)占(zhan)的(de)存(cun)儲(chu)空(kong)間(jian)隻(zhi)是(shi)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen),大(da)部(bu)分(fen)都(dou)是(shi)給(gei)用(yong)戶(hu)跑(pao)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)的(de)。就(jiu)像(xiang)電(dian)腦(nao),硬(ying)盤(pan)都(dou)是(shi)幾(ji)百(bai)G,可是WINDOWNS操作係統所占的空間也不過幾G而已。
CPU
中央處理器是一塊超大規模的集成電路,是一台計算機的運算核心(Core)和控製核心(Control Unit)。主要包括運算器(ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速緩衝存儲器(Cache)及實現它們之間聯係的數據(Data)、控製及狀態的總線(Bus)。它與內部存儲器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設備合稱為電子計算機三大核心部件。
JTAG接口解讀
通常所說的JTAG大致分兩類,一類用於測試芯片的電氣特性,檢測芯片是否有問題;一類用於Debug;一般支持JTAG的CPU內都包含了這兩個模塊。
一個含有JTAG Debug接口模塊的CPU,隻要時鍾正常,就可以通過JTAG接口訪問CPU的內部寄存器和掛在CPU總線上的設備,如FLASH,RAM,SOC(比如4510B,44Box,AT91M係列)內置模塊的寄存器,像UART,Timers,GPIO等等的寄存器。
最小係統
硬件最小係統:由電源、主板和CPU、內存組成.在這個係統中,沒有任何信號線的連接,隻有電源到主板的電源連接.在判斷的過程中通過聲音來判斷這一核心組成部分是否可正常工作:
軟件最小係統:由電源、主板、CPU、內存、顯示卡/顯示器、鍵盤和硬盤組成。這個最小係統主要用來判斷係統是否可完成正常的啟動與運行。
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