STM32 学习笔记（1）：开启嵌入式开发之旅

为什么选择 STM32？

相比 51 单片机，STM32 的学习曲线会更陡峭一些。如果你是初学者，建议你先学习 51 单片机，掌握一些基础知识，再来学习 STM32 会更加轻松。当然，教程中经常用 51 单片机来举例比较，帮助大家更好地理解。

课程简介：面包板搭建硬件平台

本套课程有以下几个特点：

• STM32 最小系统板 + 面包板硬件平台： 我们将使用 STM32 最小系统板作为核心硬件，并插在面包板上进行电路的搭建。同时，我们会使用一块 0.96 寸的 OLED 显示屏作为调试和显示的工具，它可以实时显示程序中的变量，方便我们调试。和 51 单片机教程一样，我对这种小巧的显示屏情有独钟。当然，OLED 显示屏的驱动程序我会直接提供给大家，并且调用方法和参数定义与 51 单片机教程中的一致，方便大家快速上手。
• 硬件连接方式： 除了最小系统板和 OLED 屏幕，我们还会用到 ST-Link 下载器（用于下载程序和供电）、LED、按键以及各种模块。ST-Link 连接到电脑，LED 和按键插在最小系统板两侧，其他带排针的模块（例如蜂鸣器模块）将跨接在面包板中间，然后使用杜邦线进行连接。

使用面包板的优点：

• 可以灵活地搭建各种电路。
• 连线和修改都非常方便。
• 更深入地理解硬件电路原理。
• 避免成品开发板引脚冲突、引脚无法更改等问题。

使用面包板的缺点：

• 程序运行出现问题时，需要排查软件程序和硬件接线两方面的原因。

但是大家不用担心，我们这套课程使用的硬件都是一些小模块，整体电路非常简单，只要细心一些，接线问题很容易排查。

硬件设备：STM32 入门套件及常用工具

学习本套课程，你需要准备以下硬件设备：

1. STM32 面包板入门套件： 套件包含的内容可以参考后续的“套件介绍”部分，虽然东西不多，但作为入门学习完全足够。
2. Windows 电脑： 建议使用 Windows 系统的电脑，因为我们的编程软件和一些小工具都是基于 Windows 平台的。
3. 工具： 万用表、示波器、镊子、剪刀等。
   • 万用表： 用于检查电路的连接情况，因为使用面包板搭建电路，可能会出现接错线或者接触不良的情况。
   • 示波器： 可以用来测量引脚的电压波形变化，在学习 PWM 或者通信协议时，观察波形对调试程序非常有帮助。当然，示波器价格相对较高，如果预算有限，也可以不准备，因为我们最终的实验现象都会在硬件电路上呈现。我目前使用的是一种插在电脑上使用的虚拟示波器，也可以使用实验室里的台式示波器或者逻辑分析仪，只要能观察波形即可。
   • 镊子、剪刀： 用于面包板插线，建议提前准备。

软件设备：Keil5 MDK

我们将使用 Keil5 MDK 软件进行 STM32 的开发。需要注意的是，Keil5 MDK 和 Keil5 C51 是两个不同的软件，分别用于 ARM 系列单片机和 51 系列单片机的编程。如果你电脑上已经安装了 Keil5 C51，仍然可以再安装一个 MDK，两者互不影响。如果你之前没有安装过 Keil 软件，直接安装 MDK 即可。关于软件的安装，我会在后面的课程中详细讲解。

套件介绍：丰富的模块，开启探索之旅

我们的 STM32 面包板入门套件包含以下内容（参考“课程简介”部分的第二张图片，从左上角开始，顺时针依次介绍）：

1. 面包板跳线（长）： 这种跳线比较长，也方便挪动，适合经常挪动的接线情况。
2. 面包板跳线（短）： 这种跳线比较短，可以贴在面包板上插线，适合长时间固定连接的情况。
3. 面包板： 用于搭建电路，其他模块和导线都插在面包板上完成连接。关于面包板的使用方法，我们后面会详细讲解。
4. 杜邦线（公对母）： 用于连接一些模块。
5. 杜邦线（母对母）： 用于连接一些模块。
6. OLED 显示屏模块： 0.96 寸，用于显示参数和变量。这是一个四引脚版本的，网上也有七引脚版本的，购买时需要注意。
7. STM32 最小系统板： 我们的主角，黑色的小芯片就是 STM32F103C8T6。
8. LED 灯： 五颜六色的 LED 灯，用于点灯实验，让我们一起成为“点灯大师”！
9. 按键： 我选择的是两引脚的小按键，可以跨接在面包板的引脚插孔和电源插孔之间，连接方便。
10. 电位器： 蓝色的模块，主要用来进行 AD 转换实验。
11. ST-Link 下载器： 用于下载程序和供电，粉色的模块。
12. USB 转串口模块： 用于 STM32 和电脑进行串口通信。
13. 有源蜂鸣器模块： 黑色的小模块，内置震荡源，接上电就可以响，使用方便。

传感器模块（从左到右）：

1. 光敏电阻模块： 有四个引脚，两个用于供电，另外两个是光敏电阻信号的模拟输出和数字输出，可以用来进行 IO 读取实验或者 AD 实验。
2. 热敏电阻模块： 同样有模拟输出和数字输出。
3. 对射式红外模块： 配合遮光片可以用来计次，配合编码盘可以用来测速。
4. 反射式红外模块： 可以向地面发射红外光，并接收地面反射的红外光，通过判断接收光的强度来识别地面颜色变化，常用于巡迹小车。

其他模块：

1. W25Q64 Flash 存储模块： 可以存储数据，使用 SPI 总线进行通信，我们主要用它来学习 SPI 通信。
2. MPU6050 陀螺仪和加速度计： 可以测量芯片自身的姿态，常用于四轴飞行器等设备，使用 I2C 总线进行通信，我们主要用它来学习 I2C 通信。
3. 旋转编码器： 可以输出两路正交的方波信号，用于指示旋转的方向和速度。STM32 内部有专门的编码器电路可以方便地识别这种信号。我们可以用它来模拟编码电机的测速，因为编码电机通常配备霍尔传感器或光电传感器，它们的输出和旋转编码器类似。旋转编码器可以直接插在面包板上，使用方便且价格便宜。
4. 直流电机和 TB6612 电机驱动模块： 用于直流电机的 PWM 调速实验。
5. SG90 舵机： 使用 PWM 进行控制，它的输出端可以根据 PWM 信号的占空比固定在某个角度上，常用于机器人或机械臂的关节。

总结

本期，我们主要对 STM32 的学习进行了初步的介绍，包括课程简介、软硬件设备、套件内容等。希望大家能够对 STM32 的学习有一个初步的认识，并准备好相关的软硬件环境。

在接下来的笔记中，我们将一起深入学习 STM32 的各个模块，并动手实践，构建各种有趣的项目。让我们一起开启 STM32 的学习之旅吧！