2.1 认识STM32

1.ST微控制器

登录ST公司官网，在主菜单中选择Products→ Microcontrollers&Microprocessors，进入ST产品的微控制器和微处理器（Microcontrollers&Microprocessors）页面，可以看到ST公司的微控制器产品分为四大类：8位微控制器、32位STM系列微处理器、32位STM32系列微控制器、32位SPC5×系列微控制器，如图2-1所示。

具体到STM32微控制器产品，又可分为4种：主流产品（Mainstream），如STM32G0、STM32F0、STM32F1、STM32G4、STM32F3；超低功耗产品（Ultra-low-power），如STM32L0、STM32L1、STM32L4等；高性能产品（High performance），如STM32F2、STM32F4、STM32F7、STM32H7；无线系列产品（Wireless），如STM32WB、STM32WL。

简单了解ST32系列微控制器产品后，打开页面左侧的“Microcontrollers&Microprocessors”（微控制器和微处理器）列表，可以发现ST公司推出的STM32 32位ARM Cortex MCU系列产品就多达1000种，具体到STM32F103系列也有29种，这为工程师设计产品提供了丰富的选择，也是STM32微控制器流行的原因之一。在微控制器和微处理器列表中，可以按图2-2所示选择“STM32 32-bit ARM Cortex MCUs（1000）→STM32 Mainstream MCUs（333）→STM32F1 Series（95）→STM32F103（29）”菜单项，进入STM32F103系列微控制器介绍页面。

STM32F103微控制器内核为Cortex-M3，其CPU最大运行速度为72MHz，该系列产品内部Flash容量为16KB～1MB，具有电动机控制、全速USB、CAN等外设，通过图2-3可以更直观地了解STM32F103系列微控制器。

另外，在STM32F103页面值得注意的还有页面上方的菜单，如工具和软件（Tools&software）菜单下的开发工具（Development tools）、评估工具（Evaluation tools）、开放式生态系统（Ecosystems）、嵌入式软件（Embedded software）等，如图2-4所示。

在资源（Resources）菜单项，我们可以看到76份技术文献（Technical literature）：包括应用手册（Application note）54份、数据手册（Datasheet）4份、勘误手册（Errata sheet）4份、编程手册（Programming manual）3份、参考手册（Reference manual）1份、技术手册（Technical note）7份、用户手册（User manual）3份。在后面的学习过程中，读者会慢慢接触到这些技术文献，注意，读者应掌握一套学习方法，而不是一个个独立的例程。

最后，我们可以在STM32F103页面的图或列表中找到Nucleo-F103RB开发板上所载的微控制器“STM32F103RB”，单击进入STM32F103RB微控制器的介绍页面。

2.认识STM32F103RB

在STM32F103RB页面，我们可以看到用黑色粗体字在显要位置介绍了STM32F103RB的显著特征：

"Mainstream Performance line,ARM Cortex-M3 MCU with 128 Kbytes Flash,72MHz CPU,motor control,USB and CAN "

STM32F103RB在STM32系列产品中属于主流产品，其内部内存容量为128KB，CPU运行速度可达72MHz，具有电动机控制、USB和CAN总线接口的ARM Cortex-M3微控制器。

接下来，我们可以看到STM32F103RB也是分4个基本项介绍的：概述（Overview）、工具和软件（Tools&software）、资源（Resources）、质量和可靠性（Quality&reliability）。

在概述部分，有几段文字是对STM32F103RB的简要介绍，不过相对笼统一些，我们可以通过主要特征（Key features）部分对STM32F103RB有更清晰的认识。

1）32位ARM Cortex-M3内核CPU

最大允许频率72MHz，1.25DMIP/MHz，存储访问0等待。

单周期乘法运算和硬件除法运算。

2）存储

内部闪存容量是64KB或128KB。

内部SRAM容量是20KB。

3）时钟、复位和电源管理

2.0～3.6V应用电源和I/O端口。

上电复位（POR）、掉电复位（PDR）和可编程电压检测（PVD）。

4～16MHz晶振。

内部8MHz高频RC振荡器。

内部40kHz低速RC时钟。

CPU时钟锁相环（PLL）。

用于带校准功能RTC的32kHz振荡器。

4）低功耗

睡眠、停止和待机3种低功耗模式。

RTC和备份寄存器的VBAT电源。

5）2×12位、1μs A/D转换器（最多支持16个通道）

转换范围：0～3.6V。

双通道采样和保持能力。

温度传感器。

6）DMA

7通道DMA控制器。

支持外设：定时器、ADC、SPI、I ² C和USART。

7）最多80个快速I/O端口

26/37/51/80个I/O端口都映射到16个外部中断向量，几乎所有I/O端口都可容忍5V电压。

8）调试模式

串行调试（SWD）和JTAG调试接口。

9）7个定时器

3个16位定时器。

1个16位电动机P WM控制器，具有死区发生和紧急停止功能。

2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗）。

1个24位向下计数的SysTick计数器。

10）最多9个通信接口 。

最多2个I ² C接口（SMBus/PMBus）。

最多3个USART（ISO 7816接口，LIN、IrDA功能，调制解调器控制）。

最多2个SPI（18Mbit/s）。

CAN总线接口（有源2.0B）。

USB全速2.0接口。

11）CRC计算单元，96位唯一ID

12）无铅（ECOPACK）封装

以上是在概述部分对STM32F103RB的基本介绍。其实在学习开发的过程中，我们用得更多的是资源（Resources）部分的技术类文档。

资源（Resources）菜单项又分为5个子项：技术文档（Technical documentation）、硬件模型和CAD库（HW model&CAD libraries）、演示和培训资料（Presentations&training material）、出版物及附属资料（Publications and collaterals）、质量和可靠性（Quality&reliability）。其中，须要重点关注技术文档，该菜单项又分为9个子菜单项：产品规格（Product specifications）、应用手册（Application notes）、技术说明和文章（Technical notes&articles）、用户手册（User manuals）、参考手册（Reference manuals）、编程手册（Programming manuals）、勘误手册（Errata sheets）、产品选项清单（Device option lists）、相关工具和软件应用笔记（Application notes for related tools&software）。例如：选型时，我们会关注产品规格目录下的文档；在学习开发阶段，我们会重点学习参考手册、编程手册、勘误手册目录下的文档；而随着深入学习和实际应用，我们又会更多地关注应用手册、技术说明和文章、用户手册目录下的文档。这里特别强调，在本阶段有以下几份文档需读者下载后深入学习：

DS5319 :Medium-density performance line ARM ®-based 32-bit MCU with 64 or 128 KB Flash,USB,CAN,7 timers,2 ADCs,9 com.Interfaces;

RM0008 :STM32F101××,STM32F102××,STM32F103××,STM32F105××and STM32F107××advanced ARM ®-based 32-bit MCUs;

PM0075 :STM32F10×××Flash memory microcontrollers;

PM0056 :STM32F10×××/20×××/21×××/L1××××Cortex-M3 programming manual.

其实，文档DS5319就是STM32F103×8和STM32F103×B系列微控制器的数据手册（Datasheet），因而在芯片选型、电路设计、查看微控制器外设引脚时会经常用到。

文档RM0008 Reference manual，也称《STM32F10×××参考手册》，该文档综合了STM32F101××、STM32F102××、STM32F103××、STM32F105××和STM32F107××等几个系列32位ARM Cortex-M3内核微控制器，是学习STM32微控制器编程非常关键的一份技术文档。ST公司官网上STM32F103RB页面给出了一份英文版文档（Ver20），我们可以登录STM32微控制器中文官网或STM32/STM8的中文技术社区下载中文版《RM0008：STM32F10×××参考手册》（Ver10）。

文档PM0075、PM0056在进行内部闪存操作和Cortex-M3内核相关寄存器操作时是非常重要的。

除了以上文档，还有一本书是学习STM32F103系列微控制器不可或缺的教材，那就是宋岩老师翻译的《ARM Cortex-M3权威指南》。

3.STM32F103系列分类

在ST公司官网的微控制器和微处理器页面，ST将自己的产品分为4种：主流产品、超低功耗产品、高性能产品、无线系列产品。而主流产品中的STM32F1系列产品又分为超值型STM32F100、基本型STM32F101、USB基本型STM32F102、增强型STM32F103、互联型STM32F105/107。

在《RM0008：STM32F10×××参考手册》中，按其内部集成的闪存容量，STM32F103系列产品又分为4个类型：小容量（内置闪存容量为16～32KB）、中容量（内置闪存容量为64～128KB）、大容量（内置闪存容量为256～512KB）和互联型（STM32F105××和STM32F107××）。

具体到增强型STM32F103系列微控制器，又分为STM32F103×4、STM32F103×6、STM32F103×8、STM32F103×B、STM32F103×C、STM32F103×D、STM32F103×E、STM32F103×F和STM32F103×G，如图2-3所示。其实，这些产品最大的区别就是其内部闪存和SRAM容量的不同，在《DS5319：STM32F103x8，STM32F103xB数据手册》中，表2-1所列为STM32F103系列产品配置，对不同容量产品的外设进行了比较。

在进行产品开发时，要根据实际需要选择合适的微控制器型号；而在入门阶段，Nucleo-F103RB开发板完全可以满足需要。我们可以将该开发板上的实验直接移植到其他型号的微控制器上，也可以将小容量和大容量产品上的实验移植到Nucleo-F103RB开发板上（FSMC、SDIO等相关例程除外）。

4.STM32命名规范

对STM32系列产品的命名，在《RM0008：STM32F10×××参考手册》中有明确的描述，在中容量产品《DS5319：STM32F103×8、STM32F103×B数据手册》中也有描述（在其第7章以“订货代码”的形式给出的）。下面以STM32F103ZET6A×××为例给出STM32系列产品的命名规范，如图2-5所示。

选择开发板时，首先要注意其产品子系列是否为增强型（103），然后就是引脚数目，通常可以选择64引脚（R）、100引脚（V）或144引脚（Z）系列的产品。闪存容量（B/C/D/E）对我们的学习影响不大，其唯一的影响也就是单片机集成闪存的容量，它会影响到可编写程序的大小，不过最小容量128KB在初学阶段已是绰绰有余。