金属材料多尺度计算模拟技术与应用：微观机理到宏观性能的集成工作流
2025/12/23 23:37:40
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目录
一、STM32F103C8T6入门视频教程
1. 学习STM32基础知识
1）学习STM32需要的基础知识
2）STM32基本架构原理
3）常用型号
4）简单总结
5）STM32时钟树
6）学习STM32的方法
7）STM32实践硬件简介
二、知识小结
一、STM32F103C8T6入门视频教程
1. 学习STM32基础知识
1）学习STM32需要的基础知识
- 电路基础：必须掌握电源、电流、电阻、电容等基本概念和属性关系，能正确选择使用电阻电容等元器件。
- 模数电路：
- 掌握二极管、三极管的基本工作原理
- 重点理解三极管的导通/截止条件（开关条件）
- 掌握A/D、D/A转换基本原理
- 初步掌握稳压电源的工作原理
- 单片机基础：具有MCS-51八位单片机原理学习经历和应用开发经验将极大简化STM32学习，但非必须条件。
- 编程语言：必须具备扎实的C语言基础，能开发较复杂应用系统，因STM32开发主要基于C语言。
- 实践能力：需要具备使用STM32实验板进行实验的动手能力。
2）STM32基本架构原理
- ARM是什么
- 公司性质：英国微处理器公司，采用芯片技术授权商业模式，不直接生产产品。
- 技术特点：
- 高性能、低成本、低功耗RISC处理器
- 适用于嵌入式控制、消费电子、DSP和移动应用
- 处理器特性：
- 体积小、低功耗、低成本、高性能
- 支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，兼容8/16位器件
- 大量使用寄存器，指令执行速度快
- 多数数据操作在寄存器中完成
- 寻址方式灵活简单，执行效率高
- 指令长度固定
- STM32是什么
- 产品定位：ST公司使用ARM Cortex-M3核心生产的32位系列单片机。
- 生产分工：
- 内核(CPU)由ARM公司设计
- 外设由ST公司(SOC厂商)生产
- 产品系列：
- 主流产品：STM32F0/F1/F3系列
- 超低功耗：STM32L0/L1/L4/L4+系列
- 高性能：STM32F2/F4/F7/H7系列
- 学习建议：掌握M3内核后，其他内核产品可快速上手。
- STM32芯片内部结构
- 芯片内部结构图1
- 核心组件：
- Cortex-M3内核(CPU)由ARM设计
- 总线矩阵、FLASH、SRAM、GPIO等外设由ST设计
- 关键参数：
- 供电电压：3.3V
- 时钟源：外部时钟和内部RC振荡器(8M/40KHz)
- 工作频率：48/72MHz
- 存储容量：FLASH 512KB，SRAM 64KB
- 外设接口：
- 调试接口：JTAG/SWD
- 通用接口：GPIO、I2C、SPI等
- 定时器：多种定时器功能
- 芯片内部结构图2
- GPIO扩展：
- 多组GPIO端口(PA-PG)，不同芯片引脚数量不同
- 简单芯片可能只有部分端口(如PA-PE)
- 通信接口：
- 串口：USART1-4
- SPI：SPI1-3
- I2C：I2C1-2
- 转换模块：
- ADC：12位模数转换器
- DAC：数模转换器
- 特殊功能：
- 定时器：多种定时/计数器
- 看门狗：独立看门狗(IWDG)
- 实时时钟：RTC模块
- 芯片内部结构图1
3）常用型号
- STM32的芯片类型都是一样的吗
- 核心板型号：HJ-STM32核心板集成STM32F103C6T6/C8T6芯片，可直接安装在51开发板上进行升级
- 容量差异：
- C6T6：32KB闪存
- C8T6：64KB闪存
- 定时器数量也不同
- 兼容性：虽然容量不同，但原理、编程特点相同，教程完全兼容
- 主板选择：
- HJ-duino主板配套C6/C8芯片（随机发货）
- 方形核心板使用STM32F103C8T6
- 平衡车核心板采用STM32F103RCT6（引脚更多）
- 智能小车核心板使用STM32F103ZET6（100+引脚）
- 产品分类：
- 小容量：16K/32K闪存，6K/10K RAM
- 中等容量：64K/128K闪存，20K RAM
- 大容量：256K-512K闪存，48K-64K RAM
- 功能差异：
- 48脚：2USART/2定时器/1SPI/1I2C/2ADC
- 64脚：增加1定时器/1I2C
- 100+脚：3USART+2UART/4定时器/3SPI/3ADC等
- 内核统一：均采用Cortex-M3内核，学习成本低
- 升级建议：
- 已有51开发板：选择HJ-STM32核心板直接升级
- 零基础学习：推荐STM32-HJduino主板（配套传感器套件）
- 扩展应用：
- 可升级为智能小车（RCT6核心板）
- 或采用ZET6核心板构建WIFI视频小车/循迹小车
4）简单总结
- 核心架构：均采用Cortex-M3内核，程序编写方式相同
- 学习策略：学习内容基本一致，只需掌握一种代表型号即可通用
- 引脚差异：不同型号I/O引脚数量从36到144个不等，引脚越多价格越高
- 存储配置：闪存容量从6K到512K，RAM从6K到64K不等
- 外设资源：定时器、串口(USART/UART)、SPI、I2C等接口数量随型号递增
- 产品分级：
- 小容量：16K-32K闪存，6K-10K RAM（如36/48/64引脚）
- 中等容量：64K-128K闪存，20K RAM（如100引脚）
- 大容量：256K-512K闪存，48K-64K RAM（如144引脚）
5）STM32时钟树
- STM32时钟树概念分析
- 核心作用：提供稳定机器周期，如同"心脏"般关键，故障将导致系统崩溃
- 设计特点：多时钟源架构满足不同外设需求（如看门狗仅需30KHz）
- 时钟类型：
- HSE：高速外部时钟（4-16MHz晶振）
- HSI：高速内部RC振荡器（8MHz）
- LSE：低速外部时钟（32.768KHz）
- LSI：低速内部RC振荡器（40KHz）
- 信号处理流程：
- 外部晶振输入后经二分频
- HSI经PLL倍频可输出72MHz主频
- USB专用时钟分频至48MHz
- 存储器和DMA时钟最高72MHz
- APB1总线最大36MHz（定时器2-7时钟特殊处理）
- APB2总线最大72MHz（定时器1/8时钟特殊处理）
- ADC专用时钟限制在14MHz
6）学习STM32的方法
- 实践路径：
- 配备开发板/智能小车，通过配套视频"做中学"
- 精读官方芯片手册（ARM/ST工程师编写的最权威资料）
- 从简单项目入手（如LED控制），逐步掌握开发全流程
- 项目深化训练（多LED控制、定时器中断应用等）
- 学习策略：
- 蚂蚁搬家式学习：按需重点突破外设功能模块
- 最小系统优先：理解程序烧写和运行机制
- 频率控制要点：不同外设需匹配对应时钟频率
7）STM32实践硬件简介
- 推荐学习工具
- 开发板选择：推荐使用AJ-RC或C8Z1型号的STM32学习板，这类开发板集成度高且配套资源丰富
- 学习方法：
- 学做结合：通过配套视频教程边学边实践
- 手册研读：STM32芯片手册包含基础理论知识
- 项目驱动：从简单项目入手，按需学习新功能
- 硬件功能集成
- 调试接口：
- 在线下载：集成烧录芯片支持程序下载
- 仿真功能：支持SWD调试接口可扩展
- 电源管理：内置总电源开关控制电路
- 外设接口：提供舵机输出接口和PH2.0标准接线端子
- 人机交互组件
- 显示模块：集成LCD1602字符显示屏
- 输入设备：
- 蜂鸣器报警装置
- 物理按键输入阵列
- LED状态指示灯组
- 引脚标注：所有IO口均有清晰的功能标识
- 电机驱动系统
- 驱动能力：集成四路电机驱动芯片
- 扩展应用：
- 可连接四个电机组成四驱系统
- 通过智能车底盘升级为新能源汽车原型
- 工业类比：类似新能源汽车的简化主板架构（含电机驱动+电池管理系统）
- 性价比优势
- 成本对比：学习板价格远低于新能源汽车主板（几十万售价）
- 学习路径：
- 基础阶段：掌握STM32单片机开发
- 进阶应用：可改造为智能车控制系统
- 教学价值：通过硬件实践理解工业级控制原理
二、知识小结
分类维度 | 核心内容 | 技术参数/关键点 | 对比分析 |
产品型号 | STM32F103C8T6学习板 | • 兼容多种STM32芯片（如F103RC/ZET6） • 集成串口下载器+SWD仿真接口 • 支持四路电机驱动（可组四驱智能小车） | • C8T6 vs C6T6：闪存64KB vs 32KB • 引脚差异：36/48/64/100/144引脚可选 |
硬件功能 | 开发板扩展能力 | • 两路按键输入/指示灯输出 • 多传感器接口（PH2.0排针引出） • 集成LCD1602/蜂鸣器/舵机驱动 | • 与五幺开发板兼容：可升级核心板 • 新能源汽车主板类比：电机驱动+电池组 |
学习基础 | 必备知识 | • 电路基础：电阻/电容/三极管开关条件 • C语言能力：复杂系统开发经验 • 八位单片机（如MCS-51）经验（非必需） | • ARM vs ST分工：内核（ARM设计）与外设（ST设计） • 内核统一性：M3内核兼容M0/M4等 |
时钟系统 | STM32时钟树 | • 多时钟源：内部RC（8M）/外部晶振（4-16M） • 分频机制：USB（48M）、ADC（14M）、APB（72M） | • 外设时钟差异：看门狗（30kHz） vs 主频（72MHz） |
学习方法 | 实战建议 | 1. 配套开发板+视频教程 2. 重点学习芯片手册 3. 简单项目切入（如LED控制） 4. 蚂蚁搬家式学习（按需攻克模块） | • 低成本入门：C8T6开发板（约￥50） • 高阶拓展：ZET6（144引脚）适合复杂项目 |
型号对比 | STM32系列差异 | • 小容量：32KB闪存（C6T6） • 大容量：1MB闪存+多串口（ZET6） • 超低功耗：L0/L4系列 | • 内核一致性：均基于Cortex-M3 • 外设扩展性：引脚数决定功能上限 |
非常感谢您花时间阅读我的博客，希望这些分享能为您带来启发和帮助。期待您的反馈与交流，让我们共同成长，再次感谢！
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