STM32 HAL库实战指南：野火开发板与DAP仿真器配置

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"《STM32 HAL库开发实战指南-基于H743繁星》是一本由野火电子编写的教程，旨在帮助读者掌握STM32微控制器的HAL库开发，特别是基于野火繁星开发板的实践应用。书中涵盖了从安装开发环境到实际编程、下载程序的全过程，并对STM32的基础知识、选型策略以及寄存器操作进行了详细介绍。" 本文主要讲解了以下几个关键知识点： 1. **STM32 HAL库开发**：STM32 HAL库是ST公司提供的高级API库，它提供了一种更抽象、更易用的方式来控制STM32的外设，简化了开发者的工作。书中强调了使用HAL库进行开发的实战指导，适合初学者和有一定基础的开发者。 2. **开发环境的搭建**：介绍了如何安装和配置Keil uVision5 IDE，包括获取安装包、安装过程以及添加STM32芯片支持包等步骤，确保开发者可以顺利建立开发环境。 3. **DAP仿真器的使用**：详细阐述了仿真器的基本功能、硬件连接方法、配置调试选项，如Debug选项配置、Utilities选项配置和Debug Settings选项配置。此外，还讲解了如何选择目标板、编译和下载程序，这些都是实际开发中不可或缺的部分。 4. **STM32基础知识**：书中对STM32的起源、特点和应用场景进行了介绍。例如，STM32是在嵌入式系统广泛应用的背景下诞生的，其广泛应用于智能手环、微型四轴飞行器等创新项目中。同时，书中也指导读者如何根据项目需求选择合适的STM32型号。 5. **STM32选型策略**：解析了STM32的分类、命名规则以及如何依据性能、功耗、引脚数量等因素选择合适的微控制器。 6. **开发板资源简介**：介绍了野火繁星开发板所搭载的STM32芯片型号以及板上资源，包括硬件设计，帮助读者理解实物开发平台的特点。 7. **寄存器概念与操作**：深入讲解了微控制器中的寄存器原理，包括存储器映射、寄存器地址映射以及如何在C语言中进行位操作来直接或间接地控制寄存器，这是底层编程的核心技能。这本实战指南通过具体的操作步骤和理论讲解，为读者提供了从零开始学习STM32 HAL库开发的全面指南，无论是对于初次接触STM32的新人还是寻求提升的开发者，都是一份宝贵的参考资料。

STM32 HAL 库开发实战指南

—基于野火繁星开发板

35.10.5 移植后使用 ping 测试基本响应 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876

第 36 章 CAN—通讯实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878

36.1 CAN 协议简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878

36.1.1 CAN 物理层 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878

36.1.2 协议层 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883

36.2 STM32 的 CAN 外设简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893

36.2.1 STM32 的 CAN 架构剖析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895

36.3 CAN 初始化结构体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906

36.4 CAN 发送及接收结构体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911

36.5 CAN 筛选器结构体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914

36.6 CAN—双机通讯实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916

36.6.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916

36.6.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917

36.6.3 下载验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 927

第 37 章 RS-485 通讯实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928

37.1 RS-485 通讯协议简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928

37.2 RS-485 的物理层 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928

37.3 RS-485—双机通讯实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930

37.3.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 930

37.3.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931

第 38 章电源管理—实现低功耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942

38.1 STM32 的电源管理简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942

38.1.1 电源监控器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942

38.1.2 STM32 的电源系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945

38.1.3 STM32 的功耗模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948

38.2 电源管理相关的库函数及命令 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952

38.2.1 配置 PVD 监控功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952

38.2.2 WFI 与 WFE 命令 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953

38.2.3 进入停止模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953

38.2.4 进入待机模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 956

38.3 PWR—睡眠模式实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958

38.3.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958

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STM32 HAL 库开发实战指南

—基于野火繁星开发板

38.3.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 958

38.3.3 下载验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962

38.4 PWR—停止模式实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963

38.4.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963

38.4.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963

38.4.3 下载验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970

38.5 PWR—待机模式实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970

38.5.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970

38.5.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970

38.5.3 下载验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975

38.6 PWR—PVD 电源监控实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975

38.6.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975

38.6.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977

38.6.3 下载验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980

第 39 章 RTC—实时时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982

39.1 RTC 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982

39.2 RTC 功能框图解析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 983

39.2.1 时钟源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984

39.2.2 预分频器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984

39.2.3 实时时钟和日历 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984

39.2.4 闹钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986

39.2.5 时间戳 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986

39.2.6 入侵检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986

39.3 RTC 初始化结构体讲解 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987

39.4 RTC 时间结构体讲解 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988

39.5 RTC 日期结构体讲解 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989

39.6 RTC 闹钟结构体讲解 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 990

39.7 RTC—日历实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991

39.7.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991

39.7.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992

39.8 RTC—闹钟实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003

39.8.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003

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STM32 HAL 库开发实战指南

—基于野火繁星开发板

39.8.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003

第 40 章 MDK 的编译过程及文件类型全解 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010

40.1 编译过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010

40.1.1 编译过程简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010

40.1.2 具体工程中的编译过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1011

40.2 程序的组成、存储与运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014

40.2.1 CODE、RO、RW、ZI Data 域及堆栈空间 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014

40.2.2 程序的存储与运行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1015

40.3 编译工具链 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016

40.3.1 设置环境变量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1017

40.3.2 armcc、armasm 及 armlink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019

40.3.3 armar、fromelf 及用户指令 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1025

40.4 MDK 工程的文件类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1027

40.4.1 uvprojx、uvoptx 及 uvguix 工程文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1029

40.4.2 源文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033

40.4.3 Output 目录下生成的文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1033

40.4.4 Listing 目录下的文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1070

40.4.5 sct 分散加载文件的格式与应用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1080

40.5 实验：自动分配变量到外部 SDRAM 空间 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095

40.5.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095

40.5.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095

40.6 实验：优先使用内部 SRAM 并把堆区分配到外部 SDRAM . . . . . . . . . . . . . 1106

40.6.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107

40.6.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107

第 41 章在 SRAM 中调试代码. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1122

41.1 在 RAM 中调试代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1122

41.2 STM32 的启动方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123

41.3 内部 FLASH 的启动过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127

41.4 实验：在内部 SRAM 中调试代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1130

41.4.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1130

41.4.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1132

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STM32 HAL 库开发实战指南

—基于野火繁星开发板

第 42 章读写内部 FLASH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1141

42.1 STM32 的内部 FLASH 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1141

42.1.1 内部 FLASH 的构成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143

42.2 对内部 FLASH 的写入过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1145

42.2.1 解锁 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1145

42.2.2 数据操作位数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1145

42.2.3 擦除扇区 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146

42.2.4 写入数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146

42.3 查看工程的空间分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1147

42.3.1 程序 ROM 的加载与执行空间 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1151

42.3.2 ROM 空间分布表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152

42.4 操作内部 FLASH 的库函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152

42.4.1 FLASH 解锁、上锁函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152

42.4.2 设置操作位数及页擦除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1154

42.4.3 写入数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158

42.5 实验：读写内部 FLASH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1161

42.5.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1162

42.5.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1162

42.5.3 下载验证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1171

第 43 章设置 FLASH 的读写保护及解除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1172

43.1 选项字节与读写保护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1172

43.1.1 选项字节的内容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1172

43.1.2 RDP 读保护级别 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174

43.1.3 PCROP 代码读出保护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1176

43.2 修改选项字节的过程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1177

43.3 操作选项字节的库函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1178

43.3.1 选项字节上锁、解锁 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1178

43.3.2 设置选项字节函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180

43.3.3 写入选项字节 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183

43.4 实验：设置读写保护及解除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183

43.4.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184

43.4.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1184

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STM32 HAL 库开发实战指南

—基于野火繁星开发板

43.4.3 下载测试 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1192

第 44 章 MPU6050 传感器—姿态检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193

44.1 姿态检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193

44.1.1 基本认识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193

44.1.2 坐标系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194

44.1.3 利用陀螺仪检测角度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1196

44.1.4 利用加速度计检测角度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197

44.1.5 利用磁场检测角度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1199

44.1.6 利用 GPS 检测角度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200

44.1.7 姿态融合与四元数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200

44.2 传感器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201

44.2.1 传感器工作原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201

44.2.2 传感器参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201

44.2.3 物理量的表示方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1202

44.3 MPU6050 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203

44.4 MPU6050 的特性参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1203

44.5 MPU6050—获取原始数据实验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1205

44.5.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1206

44.5.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1206

44.6 MPU6050—利用 DMP 进行姿态解算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1221

44.6.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1222

44.6.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1222

44.7 MPU6050—使用第三方上位机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1246

44.7.1 硬件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1246

44.7.2 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247

第 45 章联系我们 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1258

第 46 章如何参与项目 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259

46.1 项目源码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259

46.2 文档在线阅读与 pdf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259

第 47 章常见问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1260

第 48 章版权说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1261

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