對(duì)單片機(jī)處理器行業(yè)有所了解的朋友一定對(duì)STM32系列非常熟悉。這個(gè)系列以性能高成本低而備受關(guān)注，因此應(yīng)用的范圍也是最廣泛的。所以很多新手都會(huì)從此系列開(kāi)始學(xué)習(xí)，STM32系列的名字都很長(zhǎng)，有些新手非常好奇這些奇長(zhǎng)的名字都是怎么來(lái)的呢?本篇文章就將為大家揭開(kāi)這個(gè)謎底。
 

 

以STM32F103RBT6這個(gè)型號(hào)的芯片為例，該型號(hào)的組成為7個(gè)部分，其命名規(guī)則如下：

 

1STM32STM32代表ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器，2FF代表芯片子系列，3103103代表增強(qiáng)型系列。

 

4RR這一項(xiàng)代表引腳數(shù)，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(xiàng)代表內(nèi)嵌Flash容量，其中6代表32K字節(jié)Flash，8代表64K字節(jié)Flash，B代表128K字節(jié)Flash，C代表256K字節(jié)Flash，D代表384K字節(jié)Flash，E代表512K字節(jié)Flash。

 

6TT這一項(xiàng)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(xiàng)代表工作溫度范圍，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃。

 

103性能特點(diǎn)

 

內(nèi)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(chǔ)器：片上集成32-512KB的Flash存儲(chǔ)器。6-64KB的SRAM存儲(chǔ)器。

 

時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動(dòng)電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測(cè)器（PVD）。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠(chǎng)前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí)鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。

 

低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。

 

調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。

 

DMA：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時(shí)器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

 

2個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測(cè)量范圍：0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個(gè)溫度傳感器。

 

2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：STM32F103xC、STM32F103xD、STM32F103xE獨(dú)有。

 

最多高達(dá)112個(gè)的快速I(mǎi)/O端口：根據(jù)型號(hào)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(gè)外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以?xún)?nèi)的輸入。

 

最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位的6通道 高級(jí)控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器（獨(dú)立看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC。

 

最多多達(dá)13個(gè)通信接口：2個(gè)IIC接口（SMBus/PMBus）。5個(gè)USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調(diào)試控制）。3個(gè)SPI接口（18 Mbit/s），兩個(gè)和IIS復(fù)用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。

 

ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封裝形式。

 

計(jì)算機(jī)都有個(gè)計(jì)時(shí)電路，盡管一般使用“時(shí)鐘”這個(gè)詞來(lái)表示這些設(shè)備，但它們實(shí)際上并不是通常意義的時(shí)鐘，把它們稱(chēng)為計(jì)時(shí)器（timer）可能更恰當(dāng)一點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的計(jì)時(shí)器通常是一個(gè)精密加工過(guò)的石英晶體，石英晶體在其張力限度內(nèi)以一定的頻率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。有兩個(gè)寄存器與每個(gè)石英晶體相關(guān)聯(lián)，一個(gè)計(jì)數(shù)器（counter）和一個(gè)保持寄存器（holdingregister）。石英晶體的每次振蕩使計(jì)數(shù)器減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，計(jì)數(shù)器從保持寄存器中重新裝入初始值。這 種方法使得對(duì)一個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行編程，令其每秒產(chǎn)生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產(chǎn)生中斷)成為可能。每次中斷稱(chēng)為一個(gè)時(shí)鐘嘀嗒（clocktick）。

 

晶振在電氣上可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振，較高的頻率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏谶@個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。

 

晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱(chēng)的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)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(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。

 

 

CPU 、單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，基本組成部分是：運(yùn)算器、寄存器、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、微程序控制器、地址計(jì)數(shù)器、I/O控制器、定時(shí)器等，機(jī)器上電或程序運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，內(nèi)部是隨機(jī)的混亂狀態(tài)，各個(gè)功能寄存器的數(shù)據(jù)是隨機(jī)的，尤其是程序計(jì)數(shù)器 PC，是給 CPU指示下一條指令的地址指針，哪怕是錯(cuò)一個(gè)地址，整個(gè)程序就亂套了，如果學(xué)習(xí)過(guò)匯編語(yǔ)言就會(huì)明白。

 

而在復(fù)位端子提供一個(gè)時(shí)間足夠長(zhǎng)的復(fù)位脈沖，CPU內(nèi)部就會(huì)按照設(shè)計(jì)者的意圖，對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行初始化工作，PC指向固定的地址，程序從此開(kāi)始正常運(yùn)行。

 

在單片機(jī)內(nèi)部都有獨(dú)立運(yùn)行的可編程定時(shí)器，俗稱(chēng)看門(mén)狗，如果程序在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行清零操作，計(jì)數(shù)器溢出就會(huì)強(qiáng)制CPU進(jìn)入復(fù)位操作，使智能化儀器可以從死機(jī)故障中自行解脫出來(lái)。

 

復(fù)位一般有三種模式：上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位、看門(mén)狗復(fù)位。

 

Flash存儲(chǔ)器 Flash 閃存的英文名稱(chēng)是"Flash Memory"，一般簡(jiǎn)稱(chēng)為"Flash"，它屬于內(nèi)存器件的一種，是一種不揮發(fā)性（ Non-Volatile）內(nèi)存。閃存的物理特性與常見(jiàn)的內(nèi)存有根本性的差異：目前各類(lèi) DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都屬于揮發(fā)性?xún)?nèi)存，只要停止電流供應(yīng)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)便無(wú)法保持，因此每次電腦開(kāi)機(jī)都需要把數(shù)據(jù)重新載入內(nèi)存；閃存在沒(méi)有電流供應(yīng)的條件下也能夠長(zhǎng)久地保持?jǐn)?shù)據(jù)，其存儲(chǔ)特性相當(dāng)于硬盤(pán)，這項(xiàng)特性正是閃存得以成為各類(lèi)便攜型數(shù)字設(shè)備的存儲(chǔ)介質(zhì)的基礎(chǔ)。

 

 

RAM（random access memory）隨機(jī)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲(chǔ)單元的位置無(wú)關(guān)的存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器在斷電時(shí)將丟失其存儲(chǔ)內(nèi)容，故主要用于存儲(chǔ)短時(shí)間使用的程序。按照存儲(chǔ)信息的不同，隨機(jī)存儲(chǔ)器又分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（Static RAM,SRAM）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（Dynamic RAM,DRAM）。

 

ROM（read only memory）只讀存儲(chǔ)器，掉電不丟失；Flash就是rom，sram就是靜態(tài)隨機(jī)儲(chǔ)存器；sram是程序加載的地方，flash就是放程序的地方；rom只是一種形象的稱(chēng)呼，意思就是掉電不丟失的儲(chǔ)存器，因?yàn)橐郧坝蠵ROM，EPROM，E2PROM；現(xiàn)在都是閃存flash的天下，因?yàn)閒lash容量大。

 

FLASH程序存儲(chǔ)器存程序，單片機(jī)上電后會(huì)自動(dòng)從這里讀代碼開(kāi)始運(yùn)行。

 

SRAM是跑程序時(shí)候暫存臨時(shí)數(shù)據(jù)的地方，一般不太大，從128字節(jié)到幾K字節(jié)都有，一掉電數(shù)據(jù)就沒(méi)了。

 

EEPROM是掉電也不丟數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，一般都用來(lái)存設(shè)置的。你可以一字節(jié)一字節(jié)的把每字節(jié)的8位1任意編寫(xiě)成0。但這片一般是按扇區(qū)為單位，一擦除就是全成1。 由字面意思就可以理解，SDRAM SRAM DRAM都可以統(tǒng)稱(chēng)RAM，random access memory的縮寫(xiě)，只是前面加了幾個(gè)修飾詞而已。

SRAM：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，就是它不需要刷新電路，不像動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器那樣，每隔一段時(shí)間就要刷新一次數(shù)據(jù)。但是他集成度比較低，不適合做容量大的內(nèi)存，一般是用在處理器的緩存里面。像S3C2440的ARM9處理器里面就有4K的SRAM用來(lái)做CPU啟動(dòng)時(shí)用的。

 

SDRAM：同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，像電腦的內(nèi)存就是用的這種RAM叫DDR SDRAM。其集成度非常高，因?yàn)槭莿?dòng)態(tài)的，所以必須有刷新電路，每隔一段時(shí)間必須得刷新數(shù)據(jù)。其存儲(chǔ)單元不是按線(xiàn)性排列的，是分頁(yè)的。一般的嵌入式產(chǎn)品里面的內(nèi)存都是用的SDRAM。

 

DRAM：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，SDRAM只是其中的一種吧，沒(méi)用過(guò)，不怎么清楚。

 

ROM：只讀存儲(chǔ)器的總稱(chēng)。

 

PROM：可編程只讀存儲(chǔ)器，只能寫(xiě)一次，寫(xiě)錯(cuò)了就得報(bào)廢，現(xiàn)在用得很少了，好像那些成本比較低的OPT單片機(jī)里面用的就是這種存儲(chǔ)器吧。

 

EPRM：沒(méi)見(jiàn)過(guò)，不知道什么東西。網(wǎng)上也找不到相關(guān)的東西。是EPROM吧?

 

EPROM：可擦除可編程存儲(chǔ)器，這東西也比較古老了，是EEPROM的前身，在芯片的上面有個(gè)窗口，通過(guò)紫外線(xiàn)的照射來(lái)擦除數(shù)據(jù)。非常之麻煩。

 

EEPROM：電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，比之EPROM就先進(jìn)點(diǎn)了，可以用電來(lái)擦除里面對(duì)數(shù)據(jù)，也是現(xiàn)在用得比較多的存儲(chǔ)器，比如24CXX系列的EEPROM。

 

NANDFLASH和NORFLASH都是現(xiàn)在用得比較多的非易失性閃存。NOR采用的并行接口，其特點(diǎn)讀取的速度比之NAND快樂(lè)很多倍，其程序可以直接在NOR里面運(yùn)行。但是它的擦除速度比較慢，集成度低，成本高的。現(xiàn)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(chǎn)品方面。還有就是在ARM9的開(kāi)發(fā)板上可以看見(jiàn)。

 

而NAND呢，采用的是串行的接口，CPU從里面讀取數(shù)據(jù)的速度很慢，所以一般用NAND做閃存的話(huà)就必須把NAND里面的數(shù)據(jù)先讀到內(nèi)存里面，然后CPU才能夠執(zhí)行。就跟電腦的硬盤(pán)樣的。但是它的集成度很高，我的ARM9的開(kāi)發(fā)板上面一塊256M的NAND還沒(méi)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(huà)那就真的悲劇了，假如擦除一塊2M的NOR要一分鐘，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(gè)小時(shí)。NAND一般是用在那些要跑大型的操作系統(tǒng)的嵌入式產(chǎn)品上面，比如LINUX啊，WINCE啊。NOR可是可以跑，可以把LINUX操作系統(tǒng)剪裁到2M以?xún)?nèi)，一個(gè)產(chǎn)品難道只去跑系統(tǒng)嗎?用戶(hù)的應(yīng)用程序呢!其實(shí)很多時(shí)候，一個(gè)嵌入式產(chǎn)品里面，操作系統(tǒng)占的存儲(chǔ)空間只是一小部分，大部分都是給用戶(hù)跑應(yīng)用程序的。就像電腦，硬盤(pán)都是幾百G，可是WINDOWNS操作系統(tǒng)所占的空間也不過(guò)幾G而已。

 

 

中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心（Core）和控制核心（Control Unit）。主要包括運(yùn)算器（ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)（Data）、控制及狀態(tài)的總線(xiàn)（Bus）。它與內(nèi)部存儲(chǔ)器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備合稱(chēng)為電子計(jì)算機(jī)三大核心部件。

 

 

通常所說(shuō)的JTAG大致分兩類(lèi)，一類(lèi)用于測(cè)試芯片的電氣特性，檢測(cè)芯片是否有問(wèn)題;一類(lèi)用于Debug；一般支持JTAG的CPU內(nèi)都包含了這兩個(gè)模塊。

 

一個(gè)含有JTAG Debug接口模塊的CPU，只要時(shí)鐘正常，就可以通過(guò)JTAG接口訪(fǎng)問(wèn)CPU的內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線(xiàn)上的設(shè)備，如FLASH，RAM，SOC（比如4510B，44Box，AT91M系列）內(nèi)置模塊的寄存器，像UART，Timers，GPIO等等的寄存器。

 

 

硬件最小系統(tǒng):由電源、主板和CPU、內(nèi)存組成.在這個(gè)系統(tǒng)中,沒(méi)有任何信號(hào)線(xiàn)的連接,只有電源到主板的電源連接.在判斷的過(guò)程中通過(guò)聲音來(lái)判斷這一核心組成部分是否可正常工作：

 

軟件最小系統(tǒng)：由電源、主板、CPU、內(nèi)存、顯示卡/顯示器、鍵盤(pán)和硬盤(pán)組成。這個(gè)最小系統(tǒng)主要用來(lái)判斷系統(tǒng)是否可完成正常的啟動(dòng)與運(yùn)行。