STM32嵌入式系统设计与开发

基于STM32的嵌入式系统研究与应用嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中来完成特定功能。

STM32是STMicroelectronics（ST微电子）开发的一系列基于ARM Cortex-M架构的32位微控制器。

本文将介绍基于STM32的嵌入式系统研究与应用。

首先，基于STM32的嵌入式系统研究可以涉及到硬件设计和软件开发两个方面。

对于硬件设计，首先需要根据应用需求选择适当的STM32微控制器型号。

然后进行系统的硬件设计，包括电路原理图设计、PCB布局和设计、外设接口设计等。

在硬件设计过程中，需要充分考虑系统的稳定性、可靠性和可扩展性。

此外，还可以根据具体需求添加一些特定的硬件模块，如传感器、通信模块等。

对于软件开发，首先需要熟悉STM32微控制器的开发环境和工具链，包括Keil MDK、IAR Embedded Workbench等。

然后进行系统的软件设计和开发，包括裸机编程和RTOS（实时操作系统）开发。

在软件开发过程中，需要根据具体应用需求编写相应的驱动程序、应用程序和算法。

同时，可以利用STM32的丰富的开发资源，如库函数、例程和工具包等，快速开发和验证系统功能。

1.工业自动化：将STM32微控制器应用于工业控制系统中，实现工厂自动化和生产线控制。

通过采集和处理传感器数据，控制执行器完成相应的操作，如温度控制、压力控制等。

同时，可以利用通信模块实现与上位机的数据通信和远程控制。

2.智能家居：将STM32微控制器应用于智能家居系统中，实现对家居设备的智能控制。

通过采集和处理传感器数据，可以实现智能灯光控制、智能家电控制、环境监测等功能。

同时，可以利用网络通信模块实现与手机或者智能音箱的远程控制。

3.智能交通：将STM32微控制器应用于智能交通系统中，实现对交通设施的智能控制和管理。

通过采集和处理传感器数据，可以实现智能红绿灯控制、智能车道管理、智能停车系统等功能。

《基于STM32的嵌入式系统应用设计》课程实验报告班级：电信工程15-01班学号：**********姓名：指导老师：成绩实验一流水灯和按键实验一、目的与任务目的：掌握STM32开发环境，掌握从无到有的构建工程，学会GPIO基本操作。

任务：编写代码下载到目标板，观察效果。

如未达到理想效果，检查和修改代码，再次编译下载直到成功。

记录实验过程，完成实验报告。

二、内容、要求与安排方式1、实验内容与要求：1）熟悉MDK KEIL开发环境，构建基于HAL库的工程。

2）编写代码实现流水灯工程，按键后能改变流水灯速度。

3）通过ISP下载代码到实验板，查看运行结果。

4）使用JLINK下载代码到目标板，查看运行结果，使用JLINK在线调试。

2、实验安排方式：采用1人1组，上机编程在STM32实验板上实验。

三、实验设备1、所用设备：PC计算机（宿主机）、STM32实验板、JLINK。

2．消耗性器材：无。

四、实验过程五、程序清单#include "system.h"#include "SysTick.h"#include "led.h"#include "key.h"int main(){u8 key;SysTick_Init(72);LED_Init();KEY_Init();while(1){static u8 j=1000;key=KEY_Scan(0); //ɨÃè°´¼üswitch(key){case KEY_UP: j=j-100;break; //°´ÏÂK_UP°´¼üµãÁÁD2ָʾµÆcase KEY_DOWN: j=j+100;break; //°´ÏÂK_DOWN°´¼üϨÃðD2ָʾµÆ}switch(j){case(0):j=2000;break;case(2000):j=100;break;}led1=0; led2=1;led3=1; led4=1; led5=1; led6=1;led7=1;led8=1; //1ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=0;led3=1; led4=1; led5=1; led6=1;led7=1;led8=1; //2ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=1;led3=0; led4=1; led5=1; led6=1;led7=1;led8=1; //3ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=1;led3=1; led4=0; led5=1; led6=1;led7=1;led8=1; //4ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=1;led3=1; led4=1; led5=0; led6=1;led7=1;led8=1; //5ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=1;led3=1; led4=1; led5=1; led6=0;led7=1;led8=1; //6ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=1;led3=1; led4=1; led5=1; led6=1;led7=0;led8=1; //7ÁÁdelay_ms(j);led1=1; led2=1;led3=1; led4=1; led5=1; led6=1;led7=1;led8=0; //8ÁÁdelay_ms(j);}}六、实验体会实践检验真理，只有在不断的实践中，我们才能将知识掌握的更牢固，将理论转化为实践，也只有通过实践，才能及时的纠正自己的理论偏差。

机电信息工程基于STM32的嵌入式开发系统设计向洸马爱君张建雷（山东电子职业技术学院，山东济南250000）摘要：本文分析基于STM32的系统设计方案及过程，提出可根据实际需求灵活组合各模块，实现嵌入式产品的研发。

关键词:STM32；嵌入式；系统设计；模块化1基于STM32的嵌入式开发系统设计方案1.1设计思路市场中的许多开发团队把多个外设与核心控制芯片进行统一设计开发，形成嵌入式开发系统。

然而在每个实践情况中，使用系统的人员对系统的需求不同。

将嵌入式开发系统应用于实际环境时，多数使用者仅使用了一部分系统的通用功能，例如基础的ADC、LED、DAC、键盘、串口通信等功能。

嵌入式开发系统中的其余功能长期处于闲置状态。

部分外设仅能在同一个开发板上工作，难以同时为其他核心芯片或开发板提供支持。

在多个温度传感器的支持下，一个嵌入式开发板可以同时对多个温度进行检测。

但是市场中现有的温度传感器尚且不能实现被其他核心芯片或开发板所使用，出现外设不能复用的现象。

在实际应用中，以上情况会引发浪费成本的情况。

因此，嵌入式开发系统各部分的功能应形成互不影响的单独模块，避免成本浪费。

在这个嵌入式开发系统中，使用人员可以按照需要使用各部分功能，使应用过程更加科学合理。

控制功能与被使用局部可于嵌入式开发系统实现紧密连接，进而推动智能硬件产品开发速度进一步加快。

1.2模块选择MCU控制模块的选择是嵌入式开发系统设计中的重要一步。

市面上已有的MCU控制模板类型极多,并且具有不同的功能与价格。

为确保嵌入式开发系统设计能够稳步开展，控制芯片需要具有低成本、低功耗、高性能的特点（而STM32是现有芯片中最符合要求且性价比最高的一款产品。

凭借数量较多的应用接口代码，STM32芯片依托ARM技术广泛应用于多种环境，并存在诸多应用实例。

一般情况下，在嵌入式开发系统设计环节中，其工作性作者简介：向弛（198-）,男，汉族，山东济南人，本科，讲师，研究方向：工业控制及嵌入式系统开发。

嵌入式系统stm32课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解嵌入式系统基本概念，掌握STM32的硬件结构和编程环境。

2. 学会使用C语言进行STM32程序设计，理解中断、定时器等基本原理和应用。

3. 掌握嵌入式系统外围设备的使用，如LED、按键、串口等，并能进行简单的系统集成。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并实现具有实际功能的嵌入式系统项目。

2. 培养学生的动手实践能力，提高问题解决能力和程序调试技巧。

3. 增强团队协作能力，通过项目实践，学会分工合作和沟通交流。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣，激发学习热情，形成自主学习的习惯。

2. 树立正确的工程观念，注重实际应用，关注技术发展，提高创新意识。

3. 培养学生的责任心，使其认识到所学知识对社会和国家的贡献，树立远大理想。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识和实际操作，培养学生的嵌入式系统设计能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对嵌入式系统有一定了解，但缺乏实际项目经验。

教学要求：结合课程特点和学生学习情况，注重理论与实践相结合，通过项目驱动，引导学生主动探究，提高解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义、特点与应用领域- STM32微控制器简介2. STM32硬件结构与编程环境- STM32的内部结构、外设接口- Keil MDK集成开发环境的使用3. STM32编程基础- C语言基础回顾- STM32程序框架与编译过程- 中断、定时器等基本原理及应用4. 外围设备使用- LED、按键、串口等外设的原理与编程- ADC、PWM等模拟外设的使用5. 嵌入式系统项目实践- 设计并实现具有实际功能的嵌入式系统项目- 项目分析与需求分析- 硬件电路设计与软件编程6. 课程总结与拓展- 课程知识梳理与巩固- 探讨嵌入式系统发展趋势与前沿技术教学内容安排与进度：第1-2周：嵌入式系统概述、STM32硬件结构与编程环境第3-4周：STM32编程基础第5-6周：外围设备使用第7-8周：嵌入式系统项目实践第9-10周：课程总结与拓展教学内容与教材关联性：本教学内容紧密结合教材，按照教材章节顺序进行教学，确保学生能够系统地掌握嵌入式系统STM32的知识点和技能。

stm32开发课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解STM32的基本结构、功能及其在嵌入式系统中的应用；2. 掌握STM32的编程环境搭建，包括开发工具和软件的使用；3. 学会STM32的基本编程方法，包括寄存器操作、中断处理和定时器编程；4. 了解STM32的外围设备通信原理，如I2C、SPI、UART等；5. 能够阅读并理解STM32相关的技术手册和参考资料。

技能目标：1. 能够独立搭建STM32的开发环境，并进行基本的程序编写和调试；2. 运用所学知识，设计并实现简单的嵌入式项目，如温度传感器数据采集、LED控制等；3. 学会分析并解决STM32编程过程中遇到的问题，提高故障排查和问题解决能力；4. 培养团队协作能力，通过项目实践，学会与同伴共同分析、设计和调试程序。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式系统开发的兴趣，激发学生的学习热情；2. 培养学生的创新意识，敢于尝试新方法，勇于解决实际问题；3. 培养学生的责任心和敬业精神，养成良好的编程习惯；4. 强调实践与理论相结合，使学生认识到学习知识的重要性，提高学生的自我修养。

本课程针对高年级学生，结合STM32的特性和实际应用，注重知识与实践的结合，旨在培养学生的实际编程能力和嵌入式系统设计能力。

课程目标具体、可衡量，便于教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将能够掌握STM32的基本知识和技能，为今后的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. STM32基础知识和开发环境搭建- 介绍STM32微控制器的基本架构和功能特点；- 搭建STM32开发环境，包括硬件连接、软件安装及调试方法；- 学习使用STM32CubeMX工具进行硬件配置和代码生成。

2. STM32编程基础- 学习STM32的寄存器操作，理解内存映射和位带操作；- 掌握中断和异常处理机制，学会编写中断服务程序；- 学习定时器编程，理解时钟系统，实现精确延时和定时控制。

实验指导书（实验）课程名称：基于STM32的嵌入式系统设计实验实验一电路板焊接与调试-•实验简介完成实验板上部分兀件的焊接，焊接完成后进行基本测试。

实验目的及原理掌握STM32F103实验板的基本原理，掌握焊接电路板的基本技能，掌握下载测试程序的基本方法。

原理：详细内容参考教材《基于STM32的嵌入式系统原理与设计》MCU和周边电路如图为MCU及其周边电路。

图1 MCU及其周边电路1. 唤醒电路，高有效，不按时接220K 电阻下拉。

2. 复位电路，低有效。

带RC 启动复位。

3. 配置启动，用跳线选择B00T1和BOOTO 接高电平或低电平。

4. 高速晶振电路，采用8M 晶振，在STM32内部倍频为72M 。

5. AD 参考电路，采用LC 滤波，可跳线选择直接接VCC 或通过TL431稳压电路产生的参考电压。

6. 后备电池。

可通过跳线选择直接接VCC 或电池。

7. AD 输入，可选择使用RC 滤波，共8路。

&低速晶振电路，选用32. 768kHz 晶振，为产生准确的串口波特率。

USB 转串口电路USB 转串口电路可以方便没有串口的笔记本电脑用户通过USB 接口下载代码到FLASH 中，及进行RS232串行通信。

USB 转串口芯片是CP2102,该芯片稳定性较好。

当其正常工作的时候，灯LED6亮。

该 芯片DP/D+引脚连MINI USB 接口的脚3, DM/D-引脚连MINI USB 接口的脚2,为一对USB 输入输出线。

TXD 与 RXD 引脚接 MCU 的 PA10 (USART1_RX)和 PA9 (USART1_TX)。

I2C 接口电路Jusbm USB图2 USB 转串口接口电路14NCNCNCNCNCNCNCONS.LO(一XE- (一ON 二 N (INHdsfls 二N 二一二乂ON本书选择的EEPROM 是AT24C02是256字节的电可擦出PROM,通过I2C 协议与STM32 进行通信，连接十分简单。

基于STM32单片机的嵌入式系统开发与应用研究一、概述随着科技的不断发展，嵌入式系统已成为今天的主流技术之一。

它不仅广泛应用于汽车、航空、机器人等领域，还被广泛应用于生活中的各种产品中。

其中，基于STM32单片机的嵌入式系统因为其先进的架构和性能优势，在嵌入式系统领域中得到了广泛的应用。

本文将介绍基于STM32单片机的嵌入式系统开发与应用研究，包括STM32单片机的技术特点、系统设计开发流程以及应用案例分析等内容。

二、STM32单片机技术特点STM32单片机是欧洲ST公司推出的一种高性能、低功耗的嵌入式系统单片机。

它采用ARM Cortex-M3内核，拥有高速的闪存、大容量的SRAM和多种外设接口，可以轻松满足嵌入式系统的各种需求。

此外，STM32单片机还具有以下技术特点：1.强大的计算能力：采用Cortex-M3内核，主频高达72MHz，能够满足高要求的计算需求。

2.多样化的外设：包括多种串口、SPI、CAN、USB等外设接口，可以适应不同的应用场景。

3.低功耗设计：采用了深度睡眠模式和动态电压调节技术，能够极大地降低系统的功耗。

4.丰富的软件支持：提供了一整套完整的软件开发套件，包括编译器、调试器、IDE等，开发者能够轻松完成系统开发。

以上这些特点使得STM32单片机成为了目前市场上最为成熟和先进的嵌入式系统单片机之一。

三、系统设计开发流程基于STM32单片机的嵌入式系统开发可以分为以下几个步骤：1.确定需求和规格：在进行系统设计前，需要明确系统的功能、性能要求、外设接口等各种需求和规格。

2.选择芯片型号：根据需求和规格，选择适合的芯片型号，STM32单片机有多个型号可供选择，可以根据实际需求选择不同的型号。

3.硬件设计：根据所选的芯片型号设计电路原理图和PCB板。

4.软件设计：根据硬件设计完成软件编写，可以采用C语言、汇编语言等编程语言。

5.调试和验证：完成硬件和软件的开发后，进行调试和验证，确保系统可以正常工作。

一、 "嵌入式系统设计与应用" 作者：郁松该书主要介绍了嵌入式系统的基本原理和设计方法，涵盖了嵌入式系统的硬件设计、软件开发以及系统调试等方面。

书中以STM32为例，详细介绍了STM32的架构特点和应用实例，并结合具体的案例进行了深入讲解，对于STM32课程的开发与设计提供了丰富的参考资料。

二、 "STM32F4xx系列微控制器手册" 作者：STMicroelectronics 该手册是STMicroelectronics冠方出版的STM32F4xx系列微控制器的详细技术手册，内容涵盖了微控制器的基本特性、外设功能、时钟控制、中断管理、低功耗模式等方面的技术细节。

对于想要深入学习STM32F4系列微控制器的同学来说，这本手册是一本不可多得的参考书。

三、 "STM32单片机应用开发实战详解" 作者：刘炳勇该书是一本介绍STM32单片机应用开发的实战指南，书中涵盖了STM32的基本原理、应用实例、开发工具以及调试技巧等内容。

通过大量的实例和案例，帮助读者快速掌握STM32单片机的开发技术，并且对于学习STM32课程的同学来说，这本书是一个非常有用的参考资料。

四、 "基于STM32的嵌入式系统设计与开发" 作者：王明明该书是一本专门介绍基于STM32的嵌入式系统设计与开发的著作，内容包括了嵌入式系统的基本概念、硬件设计、嵌入式操作系统、外设驱动开发、通信接口、数据存储和网络连接等方面，对于想要系统地学习STM32课程设计与开发的同学来说，这本书是一个很好的参考书籍。

五、 "STM32单片机开发指南" 作者：孙苏民该书详细介绍了STM32单片机的各种外设和应用实例，内容涵盖了时钟控制、定时器、串口通信、中断控制、ADC/DAC、PWM输出、FLASH存储等方面。

通过多个实例的讲解，帮助读者深入理解STM32单片机的开发技术，并且对于STM32课程的设计与开发提供了丰富的参考案例。

简述stm32单片机开发过程摘要：1.STM32单片机简介2.STM32单片机开发过程概述3.开发流程详细步骤4.总结与展望正文：【1.STM32单片机简介】STM32单片机是ST（STMicroelectronics）公司推出的一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器。

它具有高性能、低功耗、多功能、易扩展等特点，广泛应用于嵌入式领域。

【2.STM32单片机开发过程概述】STM32单片机的开发过程主要包括以下几个阶段：硬件设计、软件设计、系统集成与调试。

在这几个阶段中，硬件设计和软件设计是核心部分，系统集成与调试则是确保整个项目成功的关键环节。

【3.开发流程详细步骤】1.硬件设计：首先，根据项目需求选择合适的STM32单片机型号。

然后，设计电路原理图，包括单片机、外设（如传感器、显示器等）、接口等。

最后，进行PCB设计，确保电路可靠性。

2.软件设计：在硬件设计的基础上，编写软件代码。

主要包括：初始化模块、数据采集模块、数据处理模块、控制模块、通信模块等。

为了提高代码的可读性和可维护性，建议采用模块化编程。

3.系统集成与调试：将硬件和软件组合在一起，进行系统集成。

在此过程中，需要关注硬件接口的匹配性和软件功能的实现。

调试阶段主要包括：仿真调试、实际测试等。

通过不断优化，确保整个系统的稳定性和可靠性。

【4.总结与展望】STM32单片机开发过程涉及多个方面，需要软硬件工程师密切合作。

随着技术的不断进步，开发工具和技术的不断完善，STM32单片机的应用领域将更加广泛。

对于开发者来说，掌握STM32单片机的开发技巧，将有助于提高工作效率，实现更多创新项目。