對單片機(jī)處理器行業(yè)有所了解的朋友一定對STM32系列非常熟悉。這個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。所以很多新手都會從此系列開始學(xué)習(xí)，STM32系列的名字都很長，有些新手非常好奇這些奇長的名字都是怎么來的呢?本篇文章就將為大家揭開這個謎底。
 

 

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(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。

 

存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。

 

時鐘、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)動電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器（PVD）。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(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)：定時器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

 

2個12位的us級的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測量范圍：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(zhuǎn)換器：STM32F103xC、STM32F103xD、STM32F103xE獨(dú)有。

 

最多高達(dá)112個的快速I/O端口：根據(jù)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(nèi)的輸入。

 

最多多達(dá)11個定時器：4個16位定時器，每個定時器有4個IC/OC/PWM或者脈沖計數(shù)器。2個16位的6通道 高級控制定時器：最多6個通道可用于PWM輸出。2個看門狗定時器（獨(dú)立看門狗和窗口看門狗）。Systick定時器：24位倒計數(shù)器。2個16位基本定時器用于驅(qū)動DAC。

 

最多多達(dá)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(diào)試控制）。3個SPI接口（18 Mbit/s），兩個和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。

 

計算機(jī)都有個計時電路，盡管一般使用“時鐘”這個詞來表示這些設(shè)備，但它們實(shí)際上并不是通常意義的時鐘，把它們稱為計時器（timer）可能更恰當(dāng)一點(diǎn)。計算機(jī)的計時器通常是一個精密加工過的石英晶體，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。有兩個寄存器與每個石英晶體相關(guān)聯(lián)，一個計數(shù)器（counter）和一個保持寄存器（holdingregister）。石英晶體的每次振蕩使計數(shù)器減1。當(dāng)計數(shù)器減為0時，產(chǎn)生一個中斷，計數(shù)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(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。每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒（clocktick）。

 

晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點(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頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏谶@個極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負(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，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。

 

晶振有一個重要的參數(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)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。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、存儲器（RAM、ROM）、微程序控制器、地址計數(shù)器、I/O控制器、定時器等，機(jī)器上電或程序運(yùn)行出錯時，內(nèi)部是隨機(jī)的混亂狀態(tài)，各個功能寄存器的數(shù)據(jù)是隨機(jī)的，尤其是程序計數(shù)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(xué)習(xí)過匯編語言就會明白。

 

而在復(fù)位端子提供一個時間足夠長的復(fù)位脈沖，CPU內(nèi)部就會按照設(shè)計者的意圖，對各個部件進(jìn)行初始化工作，PC指向固定的地址，程序從此開始正常運(yùn)行。

 

在單片機(jī)內(nèi)部都有獨(dú)立運(yùn)行的可編程定時器，俗稱看門狗，如果程序在規(guī)定的時間內(nèi)沒有進(jìn)行清零操作，計數(shù)器溢出就會強(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。

 

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

 

Flash存儲器 Flash 閃存的英文名稱是"Flash Memory"，一般簡稱為"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的內(nèi)存有根本性的差異：目前各類 DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都屬于揮發(fā)性內(nèi)存，只要停止電流供應(yīng)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)便無法保持，因此每次電腦開機(jī)都需要把數(shù)據(jù)重新載入內(nèi)存；閃存在沒有電流供應(yīng)的條件下也能夠長久地保持?jǐn)?shù)據(jù)，其存儲特性相當(dāng)于硬盤，這項(xiàng)特性正是閃存得以成為各類便攜型數(shù)字設(shè)備的存儲介質(zhì)的基礎(chǔ)。

 

 

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

 

ROM（read only memory）只讀存儲器，掉電不丟失；Flash就是rom，sram就是靜態(tài)隨機(jī)儲存器；sram是程序加載的地方，flash就是放程序的地方；rom只是一種形象的稱呼，意思就是掉電不丟失的儲存器，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程序存儲器存程序，單片機(jī)上電后會自動從這里讀代碼開始運(yùn)行。

 

SRAM是跑程序時候暫存臨時數(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)就沒了。

 

EEPROM是掉電也不丟數(shù)據(jù)的存儲器，一般都用來存設(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RAM，random access memory的縮寫，只是前面加了幾個修飾詞而已。

SRAM：靜態(tài)隨機(jī)存儲器，就是它不需要刷新電路，不像動態(tài)隨機(jī)存儲器那樣，每隔一段時間就要刷新一次數(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用來做CPU啟動時用的。

 

SDRAM：同步動態(tài)隨機(jī)存儲器，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)槭莿討B(tài)的，所以必須有刷新電路，每隔一段時間必須得刷新數(shù)據(jù)。其存儲單元不是按線性排列的，是分頁的。一般的嵌入式產(chǎn)品里面的內(nèi)存都是用的SDRAM。

 

DRAM：動態(tài)隨機(jī)存儲器，SDRAM只是其中的一種吧，沒用過，不怎么清楚。

 

ROM：只讀存儲器的總稱。

 

PROM：可編程只讀存儲器，只能寫一次，寫錯了就得報廢，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器吧。

 

EPRM：沒見過，不知道什么東西。網(wǎng)上也找不到相關(guān)的東西。是EPROM吧?

 

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

 

EEPROM：電可擦除可編程只讀存儲器，比之EPROM就先進(jìn)點(diǎn)了，可以用電來擦除里面對數(shù)據(jù)，也是現(xiàn)在用得比較多的存儲器，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?，F(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的開發(fā)板上可以看見。

 

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。就跟電腦的硬盤樣的。但是它的集成度很高，我的ARM9的開發(fā)板上面一塊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不是要幾個小時。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以內(nèi)，一個產(chǎn)品難道只去跑系統(tǒng)嗎?用戶的應(yīng)用程序呢!其實(shí)很多時候，一個嵌入式產(chǎn)品里面，操作系統(tǒng)占的存儲空間只是一小部分，大部分都是給用戶跑應(yīng)用程序的。就像電腦，硬盤都是幾百G，可是WINDOWNS操作系統(tǒng)所占的空間也不過幾G而已。

 

 

中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機(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（Bus）。它與內(nèi)部存儲器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備合稱為電子計算機(jī)三大核心部件。

 

 

通常所說的JTAG大致分兩類，一類用于測試芯片的電氣特性，檢測芯片是否有問題;一類用于Debug；一般支持JTAG的CPU內(nèi)都包含了這兩個模塊。

 

一個含有JTAG Debug接口模塊的CPU，只要時鐘正常，就可以通過JTAG接口訪問CPU的內(nèi)部寄存器和掛在CPU總線上的設(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.在這個系統(tǒng)中,沒有任何信號線的連接,只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：

 

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