STM32入门必读:从零开始学习STM32的关键内容
0 2024-02-26

STM32芯片架构

STM32F103系列芯片的系统架构如下:

STM32芯片基于ARM公司的Cortex-M3内核,由ST公司设计生产,内核与总线矩阵之间有I(指令)、S(系统)、D(数据)三条信号线。内核通过总线矩阵与FLASH、SRAM、外设连接。而外设包括GPIO、USART、I2C、SPI等。

STM32芯片系统结构

STM32F103 系列芯片(不包含互联网型)的系统结构如下:

从上图可以看出,在小容量、中容量和大容量产品中,主系统由以下部分构

成:

四个驱动单元:

  • Cortex-M3 内核 DCode 总线(D-bus)

  • Cortex-M3 内核系统总线(S-bus)

  • 通用 DMA1

  • 通用 DMA2

四个被动单元:

  • 内部 SRAM

  • 内部闪存存储器FLASH

  • FSMC

  • AHB 到 APB 的桥(AHB2APBx),它连接所有的 APB 设备

这些都是通过一个多级的 AHB 总线构架相互连接的。下面我们看看它们各自的功能:

  • ICode 总线

该总线将 Cortex-M3 内核的指令总线与闪存指令接口相连接。指令预取在此

总线上完成。

  • DCode 总线

该总线将 Cortex-M3 内核的 DCode 总线与闪存存储器的数据接口相连接(常量加载和调试访问)。

  • 系统总线

此总线连接 Cortex-M3 内核的系统总线(外设总线)到总线矩阵, 总线矩阵协内核和 DMA 间的访问。

  • DMA 总线

此总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联, 总线矩阵协调着CPU的DCode和 DMA 到 SRAM、闪存和外设的访问。

  • 总线矩阵

总线矩阵协调内核系统总线和 DMA 主控总线之间的访问仲裁, 仲裁利用轮换算法。在互联型产品中,总线矩阵包含 5 个驱动部件(CPU 的 DCode、系统总线、以太网 DMA、 DMA1 总线和 DMA2 总线)和 3 个从部件(闪存存储器接口(FLITF)、SRAM 和 AHB2APB 桥)。AHB 外设通过总线矩阵与系统总线相连,允许 DMA访问。

  • AHB/APB桥(APB)

两个 AHB/APB 桥在 AHB 和 2 个 APB 总线间提供同步连接。APB1 操作速度限于 36MHz, APB2 操作于全速(最高 72MHz)。有关连接到每个桥的不同外设的地址映射请参考《STM32F1xx 中文参考手册》存储器映像章节。在每一次复位以后,所有除 SRAM 和 FLITF 以外的外设都被关闭,在使用一个外设之前,必须设置寄存器 RCC_AHBENR 来打开该外设的时钟。

STM32F1 的时钟系统相对复杂,在后续文章中再介绍。

STM32学习进阶路径

  • 基本外设:

GPIO 输入输出,外部中断,定时器,串口。理解了这四个外设,基本就入一款MCU了

  • 基本外设接口:

SPI,IIC,WDG, FSMC,ADC/DAC,SDIO 等。这些外设接口功能原理对每个芯片几乎都是一样。对芯片而言就是多和少而已。

  • 高级功能:

UCOS,FATFS,EMWIN 等。以及一些应用。

外值得一提的是,C 语言是嵌入式开发的基础中的基础。如果 C 语言不过关,很大程度限制嵌入式学习的进度与深度。在这里推荐3本书学习C语言,刚开始可以参看谭浩强的《C程序设计 第四版》,入门之后看一下关于C指针的书《C 与指针》《C 指针编程之道》。学习嵌入式开发要多动手编程、多调试,遇到问题也可以向本公众号留言提问,作为一个入坑不久的STM32嵌入式开发者,在力所能及的范围内会抽时间与大家交流、反馈,与君共勉!

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