第二章 STM32单片机结构与最小系统PPT课件

简介：
本章节深入讲解STM32单片机的基本架构和工作原理，并构建其最小系统的硬件电路设计。通过理论结合实践的方式，帮助学习者掌握STM32单片机的基础应用技能。 STM32单片机是基于ARM Cortex-M系列处理器内核的32位微控制器，由意法半导体（STMicroelectronics）公司生产。本章主要介绍了STM32F103型号的微控制器及其最小系统的设计。 ### 2.1 STM32F103微控制器外部结构 STM32F103系列芯片有多种封装形式，从36脚到100脚不等，如LQFP64封装。芯片命名包含多个部分，“F”代表通用快闪存储器，适用于需要快速读写操作的应用；“L”表示工作电压范围在1.65V至3.6V之间，适合低功耗应用；而“103”则表明该芯片基于增强型ARM Cortex-M3内核。此外，不同型号的芯片在功能上有所区别，如USB支持、以太网接口以及不同的Flash容量。 ### 2.2 总线和存储器结构 STM32F103的总线结构包括AHB（高级高速总线）、APB（高级外围总线）和APB2总线，这些总线负责连接CPU与内存和外设。存储器结构包括闪存、SRAM以及其他类型的内存如EEPROM。位带操作允许对某些寄存器进行位级别的读写，提供了更灵活的编程方式。 ### 2.3 时钟和复位电路 STM32F103的时钟系统非常关键，它控制着整个系统的运行速度。通常包括主时钟、系统时钟以及外围设备时钟等，并可以通过内部RC振荡器、外部晶体振荡器或HSE（高速外部时钟）等多种来源获取。复位电路则确保在系统启动或异常情况下能正确重置状态，包括电源复位、软件复位和看门狗复位等。 ### 2.4 最小系统设计 STM32的最小系统一般包括电源、复位电路、晶振以及必要的调试接口。电源为芯片提供稳定的工作电压；复位电路确保系统的可靠启动；晶振则向CPU提供精确的工作时钟信号；而调试接口如JTAG或SWD用于程序下载和调试。 接下来的部分详细讲述了STM32的其他特性，包括但不限于： - 基于标准外设库的C语言编程基础 - GPIO（通用输入输出）的重要性及灵活配置为各种功能的方法 - 外部中断在实时系统中的作用及其响应外部事件的能力 - 通用定时器的应用场景如计时、计数和PWM信号生成等 - USART（通用同步/异步收发器）用于串行通信，支持UART、SPI和I2C等多种协议的实现方式 - DMA（直接存储器存取）提高数据传输效率并减轻CPU负担的方法 - ADC（模数转换器）将模拟信号转化为数字信号以处理传感器数据的技术细节 - I2C（集成电路总线），一种多主设备、双向二线制通信协议，常用于连接传感器和控制设备的机制。 - SPI（串行外设接口）作为一种高速全双工串行通信接口，在与外部设备进行连接时的应用。 通过学习以上内容，开发者能够全面理解STM32F103的硬件结构及其功能，并能有效地设计系统并开发程序。