需要补充一点单片机开发的知识，从STM32开始吧...

STM32是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一系列32位ARM Cortex-M微控制器产品线。

这些微控制器采用了ARM Cortex-M内核，并具有丰富的外设和功能，可用于各种应用领域，包括工业控制、汽车电子、医疗设备、消费电子等。

STM32

STM32 引脚

图片来源：https://www.wellpcb.com/STM32-pinout.html

STM32系列微控制器产品线包括多个系列和型号，以满足不同应用和需求。这些系列包括：

• STM32F系列：主流系列
• STM32L系列：超低功耗系列
• STM32H系列：高性能系列
• STM32G系列：通用系列
• STM32W系列
• ...

图片来源：https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus.html

命名格式

1

STM32<Family><Line><Memory><Package><Temp><Option>

• Family：表示 MCU 所属的系列。
• Line：表示具体的产品线或子系列。
• Memory：表示闪存和 RAM 容量。
• Package：表示封装类型。
• Temp：表示工作温度范围。
• Option：表示其他可选特性。

以 STM32F103C8T6 为例，解析如下：

STM32：表示这是一个 STM32 系列的微控制器。

• F：表示家族，F 代表 Cortex-M3 内核的主流系列。
• 103：表示具体的产品线，103 是 STM32F1 系列中的一条线，通常表示基本的特性和性能。
• C8：表示存储容量和某些特性：
  • C 表示 48 引脚封装。
  • 8 表示 64KB 闪存和 20KB RAM。
• T：表示封装类型，T 代表 LQFP 封装。
• 6：表示工作温度范围，6 代表 -40°C 至 +85°C。

ARM 是什么？

ARM是 Advanced RISC Machine的缩写，是指一家名为ARM的公司，也指该公司设计的处理器内核ARM。

• ARM公司是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，只设计内核不生产实物
• ARM公司设计ARM内核，其他半导体厂商完善内核周边电路并生产芯片，意法半导体的STM32。

ARM传统上采用数字命名:

• ARM7
• ARM9
• ARM11

后来出了新的CORTEX家族，其又可以分为分为三个系列：

• CORTEX Ax：高端应用领域，性能最高
• CORTEX Rx：实时性高的产品
• CORTEX Mx：嵌入式，单片机

图片来源：https://emcu.it/CortexFamily/CortexFamily.html

集成开发环境

STM32CubeIDE是意法半导体提供的免费IDE，2019年发布。Keil 历史比较久远，支持ARM的芯片更广泛。

20240531更新链接：

• ARM开发环境小记
• Keil MDK 社区版小记
• STM32CubeMX小记

STM32CubeIDE

STM32CubeIDE 是一个全面的开发环境，集成了代码编写、编译、调试和程序烧写功能。它基于开源的 Eclipse IDE、CDT（C/C++ Development Tooling）和 GDB（GNU Debugger）构建，并集成了ST专有的HAL（硬件抽象层）库和LL（低层）驱动器。 包括 STM32CubeMX，用于配置微控制器的各种硬件特性如时钟、中断、外设等，并自动生成初始化代码。

除了CubeIDE，还经常看到另外三个名字。在典型的开发流程中，

• STM32CubeMX 用于生成初始化代码和配置项目，然后在
• STM32CubeIDE 中编辑、编译和调试这些代码
• STM32CubeProgrammer 用于将编译好的程序烧写到微控制器上
• STM32CubeMonitor 可用于进一步的运行时分析和性能调优。

列个表格：

Keil MDK-ARM

注：它的编译器之前是armcc，2014年起逐步变更为armclang编译器（二者共存），2020年已不再包含armcc，它们是ARM 公司提供的专门针对 ARM 处理器的编译器。

Keil MDK-ARM 是一个强大的微控制器开发环境，专为 ARM Cortex-M 微处理器设计。它提供了包括 µVision IDE、编译器、调试器和必要的中间件组件。具有高级的代码编辑功能、项目管理工具和强大的调试功能。它也支持 RTOS（实时操作系统）和提供了广泛的中间件库。

• 1982年，Keil Elektronic GmbH在德国成立，专注于8051微处理器的开发工具。
• 1990年代末，随着ARM架构兴起，Keil开始开发面向ARM的编译器和调试工具。
• 2005年，ARM公司收购了Keil。
• Keil MDK-ARM：随着 ARM 微控制器的普及，Keil 发布了 Microcontroller Development Kit (MDK)，专为 ARM Cortex-M 和 Cortex-R 系列设计。
• 2014年：Keil MDK-ARM 版本5发布，引入了许多新功能和改进，包括对 ARM Cortex-M 内核的全面支持，以及全新的软件包管理功能。

注意：Keil 有4套东西

• Keil MDK：Keil for ARM，Keil MDK-ARM，用于ARM微处理器
• Keil PK51：Keil C51, 用于 8051微处理器
• Keil PK166：Keil C166，用于 XC16x, C16x, ST10微处理器
• Keil DK251：Keil C251，用于 C251微处理器

不用于商业开发的话，Keil MDK社区版本 可以免费使用。

IAR Embedded Workbench

IAR Embedded Workbench 是一个集成开发环境和工具链，支持包括 STM32 在内的多种 ARM Cortex-M 微控制器。它以其编译器优化技术和高效的代码生成而闻名。提供了高级的代码优化功能，包括对代码大小和执行速度的优化，以及全面的调试工具。

IAR Embedded Workbench 使用的编译器通常被称为 IAR C/C++ Compiler。这个编译器是 IAR Systems 提供的，专门为嵌入式系统的开发设计。IAR C/C++ Compiler 针对多种微处理器架构提供优化，支持包括 ARM、AVR、MSP430、RX、RISC-V、8051 等多种流行的微控制器。

JTAG 与 SWD

• JTAG (Joint Test Action Group)
• SWD (Serial Wire Debug)

这是两种常用的调试和编程接口，用于微控制器和其他集成电路的开发。

JTAG 和 SWD 的主要特性和区别：

如何用？

如果使用ST官方的板子(Nucleo或Discovery)，不需要额外的调试器，因为板子上自带了ST-LINK的调试器。直接用USB连接到PC主机即可。

中国大陆的开发的板子，通过不包含ST-LINK。需要使用外置的调试器来烧写或调试。

ST官方 ST-LINK/V2的接口如下，它包含一个20针接头（板子上需要这么留接口）：

但是，中国克隆的ST-LINK/V2接口可能只使用10针接头：

图片来源：https://stm32-base.org/guides/connecting-your-debugger.html

不管几针，都是要接到STM32的对应的引脚上。

烧写器ST-Link

ST-LINK

ST-LINK Utility

与烧写器对应的上位机软件：STM32 ST-LINK Utility。Keil MDK-ARM 也使用 ST-LINK Utility 对 STM32进行烧写。

STM32CubeProgrammer

STM32CubeProgrammer 是一个独立的软件工具，它不依赖于 ST-LINK Utility 来执行其功能。对比：

• ST-LINK Utility 是一个更简单、更专注的工具，主要用于通过 ST-LINK 调试器进行设备的编程和基本调试。
• STM32CubeProgrammer 提供了更广泛的功能，不仅支持 ST-LINK，还支持其他调试适配器和通信协议，同时集成了更多高级功能，例如安全编程和更复杂的内存操作。

ST-Link 与 J-Link

ST-Link 功能有限，但是便宜！J-Link功能强

Boot引脚

STM32 微控制器系列通常具有一个或多个用于控制启动模式的引脚，称为 BOOT 引脚。这些 BOOT 引脚的状态（高电平或低电平）在微控制器上电重置时决定了 CPU 从哪里开始执行代码。这一功能对于程序开发、调试以及固件升级非常重要。

对于大多数 STM32 微控制器，常见的配置包括 BOOT0 和有时的 BOOT1 引脚。具体的 BOOT 引脚配置和行为可能会根据不同的 STM32 系列和具体型号有所不同。

• BOOT0: 这是最常见的启动模式选择引脚。它通常需要在上电或复位时设置为高电平或低电平，以选择启动模式。
• BOOT1（如果存在）: 这个引脚与 BOOT0 结合使用，提供更多的启动配置选项。

启动模式

STM32 微控制器的启动模式通常可以分为以下几种：

• 主闪存模式（Main Flash Memory）:

当 BOOT0 设置为低电平时，微控制器从主闪存（用户程序存储区）启动。 这是大多数应用程序的正常运行模式。

• 系统内存模式（System Memory）:

当 BOOT0 设置为高电平（并且 BOOT1 为低电平，如果有的话）时，微控制器从系统内存启动。 系统内存通常包含了一个由 ST 提供的引导加载程序（bootloader），可用于通过特定的通信接口（如 USART、USB、CAN 等）进行固件升级。

• 嵌入式SRAM模式（Embedded SRAM）:

在某些 STM32 配置中，当 BOOT0 和 BOOT1 都设置为高电平时，微控制器可能从内嵌的 SRAM 启动。这种模式主要用于特殊的调试目的。

与 ESP32对比

ESP32 不是ARM架构！

参考

• https://wiki.st.com/stm32mcu/wiki/STM32CubeIDE