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【开发入门必备】STM32F107模块化入门指导书.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：6.46M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    模块化新型实验箱实验指导书 （STM32F107 版） 栗华 编著 山东大学出版社
    内容简介 本书结合多年来作者的实验教学经验而编写的。本书分为 STM32 基础知识，开发环境 介绍，软件仿真实验和硬件接口实验三个章节。整体结构循序渐进，实验内容如下： 1) 软件仿真实验（2 个）：MDK 开发环境的使用，以及以此为基础的纯软件仿真实验 共有两个。通过这个实验，读者能够掌握如何使用 STM32 官方固件库开发自己的 工程项目。 2) 硬件接口实验（共 29 个）：分别是：流水灯实验、按键扫描实验、串口通信实验、 按键中断实验、Systick 实验、定时器实验、看门狗实验、静态数码管实验、矩阵 键盘和动态数码管实验、LCD1602 实验、LCD12864 实验、16x16d 点阵实验、AD 转换实验、DA 转换实验、RTC 实验、18B20 实验、RS485 实验、CAN 总线回环 实验、PWM 直流电机驱动实验、步进电机实验、EEPROM 读写实验、FLASH(SPI) 读写实验、SD 卡读写实验、TFT 彩屏实验、315M 无线收发及遥控实验、NRF24L01 通信实验、以太网 ping 通实验、USB_VirtualCOM 实验、uCOSII 操作系统试验。 本书可作为电子信息、通信工程、计算机、自动化等专业专科生、本科生的 STM32 嵌 入式系统原理与应用实验教材，也可作为大学生电子设计大赛的培训教材，或作为从事单片 机开发应用工作的工程技术人员自学实训书籍。 2
    目 录 第一章 STM32 基础知识 ............................................................................................................... 1 1.1 STM32 32 位 ARM Cortex MCU....................................................................................... 1 1.2 STM32 F1 系列主流 MCU ................................................................................................ 1 1.3 STM32F107VCT 单片机简介 ........................................................................................... 2 第二章 开发环境 RVMDK 应用指南 ............................................................................................ 6 2.1 RVMDK 的安装 ................................................................................................................. 6 2.2 RVMDK 的应用 ............................................................................................................... 10 第三章 软件仿真实验 ................................................................................................................... 26 3.1 STM32 官方固件库简介.................................................................................................. 27 3.2 GPIO 仿真实验（寄存器版） ........................................................................................ 33 3.3 GPIO 仿真实验（库函数版） ........................................................................................ 36 第四章 硬件接口实验 ................................................................................................................... 42 4.1 实验 1：流水灯实验 ........................................................................................................ 42 4.2 实验 2：按键扫描实验 .................................................................................................... 45 4.3 实验 3：串口通信实验 .................................................................................................... 48 4.4 实验 4：按键中断实验 .................................................................................................... 53 4.5 实验 5：SysTick 实验 ...................................................................................................... 58 4.6 实验 6：定时器实验 ........................................................................................................ 61 4.7 实验 7：独立看门狗实验 ................................................................................................ 64 4.8 实验 8：静态数码管显示实验 ........................................................................................ 66 4.9 实验 9：矩阵键盘和动态数码管实验 ............................................................................ 69 4.10 实验 10：LCD1602 显示实验 ....................................................................................... 74 4.11 实验 11：12864 LCD 显示实验 .................................................................................... 77 4.12 实验 12：16x16 点阵实验 ............................................................................................. 80 4.13 实验 13：AD 转换实验 ................................................................................................. 84 4.14 实验 14：DA 转换实验 ................................................................................................. 86 4.15 实验 15 RTC 时钟实验 ............................................................................................... 89 4.16 实验 16：18B20 温度传感器实验 ................................................................................ 93 4.17 实验 17：RS485 收发实验 ............................................................................................ 96 4.18 实验 18：CAN 总线回环实验 .................................................................................... 100 3
    4.19 实验 19：PWM 直流电机驱动实验 ........................................................................... 105 4.20 实验 20：步进电机驱动实验 ...................................................................................... 107 4.21 实验 21：EEPROM 读写实验 ..................................................................................... 110 4.22 实验 22：FLASH(SPI)读写实验 ................................................................................. 114 4.23 实验 23：SD 卡读写实验 ............................................................................................ 116 4.24 实验 24：TFT 彩屏显示实验 ...................................................................................... 120 4.25 实验 25：315M 无线收发及遥控实验 ....................................................................... 123 4.26 实验 26：NRF24L01 通信实验 ................................................................................... 125 4.27 实验 27：以太网 ping 通实验 ..................................................................................... 130 4.28 实验 28：USB_VirtualCOM 实验 ............................................................................... 136 4.29 实验 29：uCOSII 操作系统实验 ................................................................................ 140 4
    第一章 STM32 基础知识 1.1 STM32 32 位 ARM Cortex MCU STM32 系列 32 位 Flash 微控制器基于 ARM Cortex™‑M 处理器，旨在为 MCU 用户 提供新的开发自由度。它包括一系列 32 位产品，集高性能、实时功能、数字信号处理、低 功耗与低电压操作等特性于一身，同时还保持了集成度高和易于开发的特点。 无可比拟且品种齐全的 STM32 产品基于行业标准内核，提供了大量工具和软件选项， 使该系列产品成为小型项目和完整平台的理想选择。 图 1.1.1 Cortex 内核系列 1.2 STM32 F1 系列主流 MCU STM32 F1 系列主流 MCU 满足了工业、医疗和消费类市场的各种应用需求。凭借该 产品系列，意法半导体在全球 ARM Cortex-M 微控制器领域处于领先地位，同时树立了嵌 入式应用的里程碑。该系列利用一流的外设和低功耗、低压操作实现了高性能，同时还以 可接受的价格、利用简单的架构和简便易用的工具实现了高集成度。 该系列包含五个产品线，它们的引脚、外设和软件均兼容。  超值型系列：STM32F100 - 24MHz CPU，具有电机控制和 CEC 功能  基本型系列：STM32F101 - 36MHz CPU，具有高达 1MB 的片上闪存  USB 基本型系列：STM32F102 - 48MHz CPU 具备全速 USB 模块 1
     增强型系列：STM32F103 - 72MHz CPU，具有高达 1MB 的 Flash（片上闪 存）、集成电机控制、USB 和 CAN 模块  互联型系列：STM32F105/107 - 72 MHz CPU，具有以太网 MAC、CAN 和 USB 2.0 OTG 功能 图 1.2.1 STM32F1 系列产品线特性 1.3 STM32F107VCT 单片机简介 （1）STM32F107 系列单片机介绍 STM32F107xx 互联型产品系列整合了工作频率为 72MHz 的高性能 ARM ®Cortex™- M3 32 位 RISC 内核、高速嵌入式存储器(256KB Flash 存储器和 64KB SRAM)，和大量连 至 2 条 APB 总线的增强型 I/O 与外设。 所有器件均带有 2 个 12 位 ADC、4 个通用 16 位 定时器和 1 个 PWM 定时器，以及标准与高级通信接口：2 个 I2C、3 个 SPI、2 个 I2S、5 个 USART、1 个全速 USB OTG 和 2 个 CAN。 只有 STM32F107xx 支持以太网。 STM32F107xx 互联型产品系列的工作温度范围是–40~+105°C，供电电压为 2.0~3.6V。 为低功耗应用设计提供了一组完整的节电模式。 STM32F107xx 互联型产品系列提供从 64 引脚至 100 引脚，共 3 种不同的封装选项。 不同的型号，包含的外设组合也不同。 （2）STM32F107 系列产品特性  内核：ARM 32 位 Cortex™-M3 CPU  72 MHz maximum frequency, 1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1) performance at 0 wait state memory access  Single-cycle multiplication and hardware division 2
     存储器  64 to 256 Kbytes of Flash memory  64 Kbytes of general-purpose SRAM  时钟、复位和电源管理  2.0 to 3.6 V application supply and I/Os  POR, PDR, and programmable voltage detector (PVD)  3-to-25 MHz crystal oscillator  Internal 8 MHz factory-trimmed RC  Internal 40 kHz RC with calibration  32 kHz oscillator for RTC with calibration  低功耗  Sleep, Stop and Standby modes  VBAT supply for RTC and backup registers  2 个 12 位、1μs A/D 转换器(多达 16 通道)  Conversion range: 0 to 3.6 V  Sample and hold capability  Temperature sensor  up to 2 MSPS in interleaved mode  2 个 12 位 D/A 转换器  DMA：12 通道的 DMA 控制器  Supported peripherals: timers, ADCs, DAC, I2Ss, SPIs, I2Cs and USARTs  调试模式  Serial wire debug (SWD) & JTAG interfaces  Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell™  多达 80 个高速 I/O 端口  51/80 I/Os, all mappable on 16 external interrupt vectors and almost all 5 V-tolerant  CRC 计算单元、96 位唯一 ID  多达 10 个具有管脚重映射功能的定时器  Up to four 16-bit timers, each with up to 4 IC/OC/PWM or pulse counter and quadrature (incremental) encoder input  1 × 16-bit motor control PWM timer with dead-time generation and emergency stop  2 × watchdog timers (Independent and Window)  SysTick timer: a 24-bit downcounter  2 × 16-bit basic timers to drive the DAC  多达 14 个具有管脚重映射功能的通信接口  Up to 2 × I2C interfaces (SMBus/PMBus)  Up to 5 USARTs (ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control)  Up to 3 SPIs (18 Mbit/s), 2 with a multiplexed I2S interface that offers audio class accuracy via advanced PLL schemes  2 × CAN interfaces (2.0B Active) with 512 bytes of dedicated SRAM  USB 2.0 full-speed device/host/OTG controller with on-chip PHY that supports HNP/SRP/ID with 1.25 Kbytes of dedicated SRAM  10/100 Ethernet MAC with dedicated DMA and SRAM (4 Kbytes): IEEE1588 hardware support, MII/RMII available on all packages 3
    （3）STM32F107XXX 内部结构 图 1.3.1 STM32F107XXX 内部结构图 4
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