本文作为追随老顽童孟瑞生老师 [瑞生网] 学习STM32单片机系列教程笔记，一来方便将其微信公众号推送教程移至PC端，方便观看学习；二来，也是更重要的，有些思考的地方，或者觉得说的很好的地方，也好记录留档。
　　最新一次更新： 第9集，时间2016-03-12。

视频教程第一集

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　　笔记：
　　+ 开发板拆装(主要是液晶屏)、液晶屏FPC排线。
　　+ 液晶屏16位驱动、8位驱动、SPI驱动，16位、8位应该说的是并口吧。
　　+ 短路帽。
　　+ 供电，电脑USB口输出5V，普通安卓手机充电器输出也是5V。
　　+ USB口，白底在下，从右至左依次为V₊=5V、D_-、D₊、GND，中间为数据引脚，两侧为电源引脚。
　　+ 5V 2A 电流是其最大输出量，最大可输出2A，电流输出多少看负载。
　　+ CAN通讯、485通讯、232通讯、NRF24L01无线通讯、红外发射、红外接收。
　　+ EEPROM vs FLASH
　　　EEPROM:一个字节一个字节地写，随意写无需擦除。
　　　FLASH:一个扇区一个扇区(4K)地写，容量大，需要先擦除才能写入。

短路帽介绍

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　　笔记：
　　+ 当你想让单片机一上电，就运行单片机中的程序，需要再上电之前，就把BOOT0引脚接地，BOOT1引脚无所谓高低，这也是为什么BOOT1引脚还可以作为其它复用功能的原因。
　　+ 你的疑问：开发板上，默认的短路帽配置是BOOT0和BOOT1都是低电平，也就是配置成了表中的第一种方式，就是一上电就默认运行单片机中的程序，那为什么还可以用串口下载程序？答：这是因为在串口下载程序时，开发板上的CH340这个芯片上的RTS引脚可以控制BOOT0引脚变高变低(查看原理图可知，此处采用短路帽兼容普通的BOOT0高、低电平连接方式)。
　　+ IR是PB0，即PB0控制红外接收；IE是PB1，即PB1控制红外发射。
　　+ FLASH存储芯片 SPI接口：W25Q_CS→PA4；SPI1_SCK→PA5；SPI1_MISO→PA6；SPI1_MOSI→PA7。
　　+ RS485接口：485_CTR→PA1；TXD2→PA2；RXD2→PA3。
　　+ 蜂鸣器：BEEP→PD6。
　　+ CAN通信：CAN_RX→PB8；CAN_TX→PB9。
　　+ EEPROM存储芯片 I2C接口：I2C1_SCL→PB6；I2C2_SDA→PB7。
　　+ CH340芯片 ISP下载接口：TXD1→PA9；RXD1→PA10。
　　+ RS232通信端口：TXD3→PB10；RXD3→PB11。

电源部分

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　　笔记：
　　+ 5V输出，实际上就是从USB口输入的5V经过了一个500mA的保险丝。3.3V输出，实际上就是通过AMS1117把5V转换成的3.3V输出。
　　+ 输出电流最大500mA，这是由那个500mA的保险丝决定的。
　　+ 有些人问我，可不可以从这个5V输出口供电？答案是可以，你只要保证你的输入电压最好在5V左右，不要相差太多即可。）
　　+ 500mA的保险丝电流超过500mA自动断开但不会坏掉，电流低于500mA时自动导通。
　　+ 电流指示灯的限流电阻2K，其实>330Ω都是可以的，限流电阻越小，指示灯越亮。
　　+ 万用表的通断档。使用时注意不要将5V、3.3V和GND碰接，造成短路。
　　+ 六脚开关焊接的时候不需要区分方向。

单片机 STM32 的引脚模式设置

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　　注： 参考博文 《STM32中GPIO的8种工作模式！》
　　笔记：
　　+ 寄存器 or 库开发？
　　　　如果你是用 直接写寄存器 来配置的话，那么，看上手册，给 “配置寄存器” 对应的位写 0 或者 1 就可以达到目的。如下图：

　　　　如果是用 库函数 来配置的话，就需要知道下面这个结构体中的变量代表的意义。

　　　　库函数，选择好 GPIO_Mode 之后，就要使用 void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct) 函数来配置，你可以打开这个配置函数，实际上也是在对 “配置寄存器” 进行写操作。

　　　　先解释一下这个结构体中的各个变量的意思：
　　　　　GPIO_Mode_AIN： 模拟输入模式
　　　　　GPIO_Mode_IN_FLOATING： 浮空输入模式
　　　　　GPIO_Mode_IPD： 下拉输入模式
　　　　　GPIO_Mode_IPU： 上拉输入模式
　　　　　GPIO_Mode_Out_OD： 通用开漏输出模式
　　　　　GPIO_Mode_Out_PP： 通用推挽输出模式
　　　　　GPIO_Mode_AF_OD： 复用开漏输出模式
　　　　　GPIO_Mode_AF_PP： 复用推挽输出模式
　　　　前四个是输入模式，后四个是输出模式。

　　+ 结构图（本人整理部分）

　　+ 4种输入模式（本人整理部分）

　　　　两个保护二极管进来，接下来就遇到了两个开关和电阻，与 $V_{DD}$ 相连的为上拉电阻，与 $V_{SS}$ 相连的为下拉电阻。再连接到 TTL 施密特触发器就把电压信号转化为 0、1 的数字信号存储在输入数据寄存器（IDR）。我们可以通过设置配置寄存器（CRL、CRH）来控制这两个开关，于是就可以得到 GPIO 的上拉输入模式 (GPIO_Mode_IPU) 和下拉输入模式 (GPIO_Mode_IPD) 了。

　　　　从它的结构我们就可以理解，若 GPIO 引脚配置为上拉输入模式，在默认状态下 (GPIO 引脚无输入)，读取得的 GPIO 引脚数据为 1，高电平。而下拉模式则相反，在默认状态下其引脚数据为 0，低电平。 [ 上拉输入默认是高电平，外接低电平有影响，故只能用来检测外接低电平；下拉模式则相反，故只能用来检测外接高电平 ]

　　　　而 STM32 的浮空输入模式 (GPIO_Mode_IN_FLOATING) 在芯片内部既没有接上拉，也没有接下拉电阻，经由触发器输入。配置成这个模式直接用电压表测量其引脚电压为 1 点几伏，这是个不确定值 (高、低电平都有可能)；由于其输入阻抗较大，一般把这种模式用于标准的通信协议如 $I^2C$、$USART$ 的接收端。 [ 可以用来检测外接是高电平，还是低电平 ]

　　　　模拟输入模式（GPIO_Mode_AIN ）则关闭了施密特触发器，不接上、下拉电阻，经由另一线路把电压信号传送到片上外设模块 (如传送至 ADC 模块，由 ADC 采集电压信号，所以使用 ADC 外设的时候，必须设置为模拟输入模式)。 [ 不管外接是高电平还是低电平，始终是检测到低电平。。。没意义了 ]

　　　　另外，经测试，开漏输出模式 也能够实现正常检测高低电平，而且默认状态是高电平；
　　　　推挽输出模式 似乎也能检测，不过建议还是不要这样做。。。 　　

　　+ 4种输出模式（本人整理部分）

一、推挽输出：

　　可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由 IC 的电源决定。
　　推挽电路是两个参数相同的三极管或 MOSFET，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

二、开漏输出：

　　输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般 20mA 以内）。开漏形式的电路有以下几个特点：

　　　1、 利用外部电路的驱动能力，减少 IC 内部的驱动。当 IC 内部 MOSFET 导通时，驱动电流是从外部的 VCC 流经上拉电阻、MOSFET 到 GND。IC 内部仅需很小的栅极驱动电流。

　　　2、 一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是 通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供 TTL/CMOS 电平输出等（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以 负载电阻的选择要兼顾功耗和速度）。

　　　3、 开漏输出提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。

　　　4、 可以将多个开漏输出连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成 “与逻辑” 关系，即 “线与”。可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑 0，相当于接地，与之并联的回路 “相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为 0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑 1。


　　关于推挽输出和开漏输出，最后用一幅最简单的图形来概括：
　　① 左边的便是推挽输出模式，其中比较器输出高电平时下面的 PNP 三极管截止，而上面 NPN 三极管导通，输出电平 $V_{S+}$；当比较器输出低电平时则恰恰相反，PNP 三极管导通，输出和地相连，为低电平。
　　② 右边的则可以理解为开漏输出形式，需要接上拉：控制输出为 0，低电平，则使 N-MOS 管导通，输出 Out 接地；控制输出为 1，高阻态，输出 Out 的电压为外部上拉电阻所接电源的电压$V_{S+}$
　　

　　普通推挽输出模式一般应用在输出电平为 0 和 3.3 伏的场合。而普通开漏输出模式一般应用在电平不匹配的场合，如需要输出 5 伏的高电平，就需要在外部接一个上拉电阻，电源为 5 伏，把 GPIO 设置为开漏模式，当输出高阻态时，由上拉电阻和电源向外输出 5 伏的电平。
　　对于相应的复用模式，则是根据 GPIO 的复用功能来选择的，如 GPIO 的引脚用作串口的输出，则使用复用推挽输出模式。如果用在 IC、SMBUS 这些需要线与功能的复用场合，就使用复用开漏模式。
　　在使用任何一种开漏模式时，都需要接上拉电阻。
　　
　　+ 总结在 STM32 中选用 IO 模式（来自博客）
　　1、 浮空输入 GPIO_IN_FLOATING —— 浮空输入，可以做 KEY 识别，RX1
　　2、 带上拉输入 GPIO_IPU —— IO 内部上拉电阻输入
　　3、 带下拉输入 GPIO_IPD —— IO 内部下拉电阻输入
　　4、 模拟输入 GPIO_AIN —— 应用 ADC 模拟输入，或者低功耗下省电
　　5、 开漏输出 GPIO_OUT_OD —— IO 输出 0 接 GND，IO 输出 1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为 1 时，IO 口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样 IO 口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读 IO 输入电平变化，实现 C51 的 IO 双向功能
　　6、 推挽输出 GPIO_OUT_PP —— IO 输出 0-接GND， IO 输出 1-接VCC，读输入值是未知的
　　7、 复用功能的推挽输出 GPIO_AF_PP —— 片内外设功能（I₂C 的 SCL，SDA）
　　8、 复用功能的开漏输出 GPIO_AF_OD —— 片内外设功能（TX1，MOSI，MISO，SCK，SS）

　　+ STM32 设置实例：（来自博客）
　　1、 模拟 I₂C 使用开漏输出 _OUT_OD，接上拉电阻，能够正确输出 0 和 1；读值时先 GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)； 拉高，然后可以读 IO 的值；使用 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；
　　2、 如果是无上拉电阻，IO 默认是高电平；需要读取 IO 的值，可以使用带上拉输入 _IPU 和 浮空输入_IN_FLOATING 和开漏输出 _OUT_OD。

　　+ 通常有 5 种方式使用某个引脚功能，它们的配置方式如下：（来自博客）
　　 1、 作为普通 GPIO 输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
　　 2、 作为普通GPIO输出：根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
　　 3、 作为普通模拟输入：配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
　　 4、 作为内置外设的输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
　　 5、 作为内置外设的输出：根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。
　　 注意 如果有多个复用功能模块对应同一个引脚，只能使能其中之一，其它模块保持非使能状态。比如要使用 STM32F103VBT6 的 47、48 脚的 USART3 功能，则需要配置 47 脚为复用推挽输出或复用开漏输出，配置 48 脚为某种输入模式，同时使能 USART3 并保持 I₂C 的非使能状态。如果要使用 STM32F103VBT6 的 47 脚作为 TIM2_CH3，则需要对 TIM2 进行重映射，然后再按复用功能的方式配置对应引脚。

　　+ 在上面基础上，最后，我们再从 瑞生哥 的分类来进行回顾
　　 1、 输入和输出
　　 　从 51 过来的人，对输入和输出比较陌生。51 单片机不用设置输入和输出模式，自动变换，无需程序配置，当我们写程序读引脚的电平的时候，实际上就是作为输入模式来使用，当我们写程序让引脚输出电平的时候，实际上就是作为输出模式来使用。也就是说，并不是 51 单片机没有输入和输出这个概念，而是你已经使用了很久却没有发现。
　　 　STM32 与 51 的区别就是：当我们要读引脚电平的时候，也就是作为输入，我们必须要先把引脚设置为输入功能，才可以读。当我们要控制引脚高低电平的时候，也就是作为输出，我们必须要先把引脚设置为输出功能，才可以设置。
　　 　概念比较抽象，你只需要记住：在引脚上没有外界干扰的情况下，上拉就是把引脚设置为高电平了，你用万用表量上拉引脚，就是高电平；下拉就是把引脚设置为低电平了，你用万用表量下拉引脚，就是低电平，也就是 0 V。

　　 2、 推挽与开漏
　　 　概念比较抽象，你只需要记住： 设置为推挽，就是提高了引脚的输出电流能力。设置为开漏，就是提高了引脚的输入电流能力。然后还要知道，设置为开漏时，如果外部不加上拉电阻，默认输出是低电平。

　　 3、 通用与复用
　　 　通用就是作为普通的输入和输出引脚。复用就是该引脚可以作为 SPI 引脚 I₂C 引脚等其他功能的引脚。

　　 4、 使用介绍
　　 　结合上面讲的，可以得到一些简单的应用设置方式。
　　 　比如检测按键，就应该设置为输入，如果 外部没有加上拉电阻，你就需要设置引脚为上拉输入，这样如果检测到引脚是低电平，就是按下按键了。如果 外部加了上拉电阻，你这时既可以把引脚设置为上拉输入，也可以设置为浮空输入，设置为这两种，由于外部上拉电阻的原因，默认就是高电平，同样，检测到低电平时，就是按键按下 了。
　　 　当你要控制引脚高低电平做应用时，就是需要把引脚设置为输出功能。例如驱动一个器件，驱动一个发光二极管等。如果你要 使用高电平点亮发光二极管，就需要把引脚设置为推挽输出，以增大电流输出能力，如果你设置为开漏输出，发光二极管肯定是点不亮了。但是如果你 使用低电平点亮发光二极管，那么设置为开漏和推挽输出都可以正常点亮发光二极管。

STM32 之串口介绍

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　　笔记：

• 串口硬件电路介绍
  　　+ CH340 虚拟出一个串口（电脑使用的是 USB，CH340 即是 USB 转 TTL 芯片），电脑上需要安装相应的驱动。
  　　+ CH340 需要晶振（12MHz），晶振的 匹配电容异常时可以不焊接，只是稳定性不太好。
  　　+ CH340 的 DTR 引脚（高电平3.3V）需要连接到 STM32 的复位引脚 RST（ISP下载程序）。
• 如何用串口下载程序
  　　+ 手动 ISP 下载程序，STM32 上电，会自动检测 BOOT0 引脚是什么电平，如果是高电平，等待用户下载程序；如果是低电平，运行用户之前下载到单片机的程序。所以我们需要把 BOOT0 引脚引出，然后控制其接地或接 VCC 来下载程序或者运行程序。在调试过程中，我们需要不断的控制 BOOT0，非常麻烦。
  
  　　+ 自动 ISP 下载程序，把 BOOT0 与地直接连接，那么每次上电就会运行程序，而且只要点击电脑上的 “下载” 按钮，就开始下载程序，下载完程序，就开始执行。实现此目的，需要借助串口握手信号 DTR 和 RTS。DTR 连接 RESET（复位引脚），控制复位；RTS 连接 BOOT0，用来控制程序运行或者等待下载。
  
  　　+ 按道理应该是 DTR 低电平复位，然后 RTS 低电平进入 BootLoader 呀。但是，有一点需要注意，它这里讲的高低电平，是针对电脑原始的 9 针串口 的，也就是 “232 电平”，我们用的 USB 转 TTL 芯片是 “TTL 电平”，正好相反（《USB 转串口-硬件扫盲》）。
  
  　　　单片机串口是 TTL 电平，要和电脑串口(或者USB 转串口线)通信，就需要使得他俩的电平逻辑一样才可以通信。这时候，就需要用到 TTL 转 232 电平 的芯片：MAX232、MAX3232、SP232、SP3232（232 芯片用于 5V 单片机，3232 用于 3.3V 的单片机）。
  　　　如果用的不是电脑原生的串口，而是 USB 转的串口，也就是，直接把 USB 转的串口，变成了可以和单片机直接通信的 TTL 电平了。USB 转 TTL 芯片有很多，例如：CH340、PL2303、CP2102、FT232 等。
  　　+ 串口通讯的交叉连接方式：Rx1 <–> Tx2、Tx1 <–> Rx2。
  　　+ ISP 下载方式必须使用 STM32 的 USART1（PA9[TxD1]、PA10[RxD1]）。

STM32 之 JLINK 下载程序

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　　笔记：
　　+ JLINK V8/V9、STLINK、ULINK2 等都可以使用。
　　+ 仿真器一般不提供电源，使用仿真器下载时，需要为开发板提供电源！！
　　+ 只有通过 JLINK 发现了单片机的器件号（IDCODE），才可以正常使用
　　+ 仿真器下载有 JTAG和 SW 两种方式，STM32 单片机均支持，板子上用的是 20PIN 的 JTAG 座（个人认为可以兼容 SW）。

STM32 之引脚高低电平

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　　笔记：
　　+ 单片机引脚在上电之后默认是输入模式。
　　+ 不接地电路不构成回路，没有电流流过，LED 不亮；最好串联一限流电阻，防止 LED 烧坏！
　　+ 模板例程的概念，具体如何建立模板例程后续再介绍。

STM32 之检测引脚电平

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　　笔记：
　　+ 单片机引脚内部有带上拉电阻，故可选择性在引脚外部电路带或不带上拉电阻（采用上拉输入模式）。
　　+ 四角按键，左右两同侧引脚按下，均导通。
　　+ 使用万用表测通断时，千万不要给开发板上电！ ！
　　+ uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) 返回的其实就是 0、1。

STM32 之蜂鸣器应用

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　　笔记：
　　+ 蜂鸣器电路： 下拉电阻 （NPN 三极管高电平导通，单片机引脚上电后为输入模式，防止复位时蜂鸣器误动作而鸣叫） + 基极限流电阻（防止烧坏 NPN 三极管）。

　　+ 其他参考电路：