STM32快速上手指南 -- 知识铺
1. 前言
作为一名嵌入式工程师，STM32 是必须要学习的一款单片机，同时这款单片机资料足够多，而且比较简单，非常适合初学者入门。
STM32 是一款由 STMicroelectronics 公司开发的 32 位微控制器，由于其强大的处理能力和广泛的应用领域，如嵌入式系统、物联网设备、机器人等，而受到了广泛的欢迎。
但对于零基础的初学者来说，STM32 既没屏幕也没键盘，除了上电以外根本就不知道如何开发它。没关系，不用担心，本文将为你提供一个完整的、详细的手把手教程，帮助你从零开始搭建 STM32 开发环境。
2. 前置准备
2.1 电脑配置要求
- Windows 电脑
很多人以为作为程序员，电脑就一定要配置好一点，于是就花了 2 万块钱买了台游戏本。。。
其实大可不必，游戏本它最贵的地方在于显卡，而对于嵌入式程序员来讲（其实对于除了人工智能及大数据程序员外都一样），电脑比较吃的性能在于 CPU 和 内存，显卡其实用不了多少（当然如果你想玩游戏就另说）。
所以大家应该把钱用在刀刃上，先把 CPU 和内存配置好就可以了。当然，在你的经济允许范围之内，你的电脑配置越高越好，毕竟工欲善其事，必先利其器。
电脑最低配置要求：
1. CPU ：i5 及以上
2. 内存：16G 及以上
现在市面上能买得到的电脑，绝大多数都可以满足这两个条件。
那么要买笔记本还是台式机呢？如果你有移动办公需求，比如学生，或者需要把电脑带回家的上班族，那肯定要选择笔记本了。而如果你基本上就在一个地方做开发，那么其实我更推荐台式机，因为在相同价格里，台式机可以做到更高很多的性能。
我个人现在主要用的还是台式机，一点都不卡，嘎嘎爽！
顺便把我的台式机配置贴出来给大家参考：
由于我有直播的需求，比较吃显卡，所以搞了个稍微好点的显卡，如果你们没有特殊需求，集成显卡都可以的。
- Mac 电脑
很多人问我能不能用 Mac 电脑开发嵌入式，根据我的实际测试，Mac 电脑确实是可以进行嵌入式开发（需要配合虚拟机），但是说实话，体验比 Windows 差太多了。
我所使用的 Mac 电脑是 2023 年 3 月发行的 M2 电脑，16G 丐版。根据同行的反馈，Intel 版本的 Mac 电脑也可以进行嵌入式开发。
但即便如此，我还是强烈建议大家入手一台 Windows 电脑，特别是对于初学者，单单是环境的搭建，就已经足以让你掉一大把的头发了，要是再换个平台给你增加难度，那么。。你很可能还没开始就放弃了……
如果大家对 Mac 电脑的环境配置有需要的，可以联系我，我到时再出个教程。
2.2 安装包及驱动准备
STM32 开发所需要的安装包及驱动在网络上都可以下载到，但比较零散，我帮你们都整理好了，这些工具软件也是我自己正在用的。
在下文中，我将详细告诉大家这几个软件是做什么用的，以及它们的安装方法。
由于平台的限制，请到原文获取以下安装包及驱动：
- 安装包准备
1. MDK5安装包
2. STM32CubeMX安装包
3. 芯片固件包
4. 串口烧录工具
- 驱动准备
1. CH340驱动
2. ST-Link驱动
- 示例代码
STM32F103C8T6模板工程
2.3 硬件准备
- STM32 核心板
作为嵌入式开发人员，肯定要买各种各样的板子，就算你现在还不是嵌入式工程师，你应该也有所耳闻。
如果你经济有限，那么我建议你买个核心板就可以了。
所谓的核心板，就是一颗最核心的 STM32 芯片，再加上复位电路、电源、晶振、调试接口，以及少量按键及 LED 灯组成，硬件资源有限。
比较常见的核心板如下图所示，非常便宜，某宝上 10 元左右（关键词：STM32 核心板），一杯奶茶的钱不到。
核心板最大的优点是便宜简单，缺点就是需要根据需求自己搭一些电路，对你的动手能力要求比较高。
上面所推荐的这块核心板，主控芯片是 STM32103C8T6 ，64K flash，20K RAM，4 个定时器，3 个串口，网络上资料好几吨，非常适合初学者入门，强烈推荐。
- STM32 开发板
开发板与核心板最大的区别就是，开发板板载了更多的硬件资源，比如更多 LED 灯，更多按键，也有一些传感器，以及一些扩展 flash 等等资源。不同的开发板搭载的硬件资源不一样，这就是为什么市面上有这么多开发板的原因。
现在做 STM32 开发板比较有名的是正点原子和野火，个人更推荐正点原子，因为我跟原子哥是好朋友 (^_^)，而且如果你们买正点原子的板子，只要跟客服说是良许的粉丝，他们就会给你打折！
开发板最大的优点就是资源丰富，减少你自己接线出错的概率，比较适合初学者。但缺点也很明显，价格肯定比核心板更贵。
如果你想买开发板，强烈推荐正点原子精英开发板，板载资源足够丰富，价格也不贵（200 元出头），性价比超高！而且他们在 B 站有免费的配套视频教程，教程质量也很高，非常适合初学者。
PS：核心板和开发板，二选一即可。当然，土豪就当我没说话。
- USB 转 TTL
这种设备主要作用是用来调试或下载程序。价格也很便宜，普遍 5~8 元。常见的有以下两种：
个人更推荐下面一款，因为它可以切换 VCC 输出电压，在对一些传感器进行独立测试的时候会比较方便。不过反正也不贵，多买几个想怎么用就怎么用。
- ST-Link
ST-Link 是一种用于 STM32 微控制器的调试和编程工具，它可以通过 SWD 或 JTAG 接口与开发板进行通信。一般也很便宜，七八元左右。
小小总结一下：
刚入门 STM32 开发，你只需要准备好三个东西就可以了：1. 核心板；2. USB 转 TTL ；3. ST-Link。这三样加起来成本也就 30 元左右，一杯奶茶钱就可以玩转 STM32，是不是很爽呢？
2.4 前置阅读
新手小白如果连 MDK 的使用都不熟悉，那么可以通过下文先熟悉一下 MDK 的使用：
文中所使用的芯片是 STM32F103C8T6 ，配套了一个工程模板，如果你需要自己搭建一个工程模板，可以参考下文：
如果你连代码都不知道怎么烧录到 STM32 的，可以参考下文，提供了 5 种代码烧录方式：
3. 安装MDK5
MDK5 是由 Keil 公司发布的一款嵌入式软件开发环境，我们平时在进行 STM32 开发的时候，基本上都是在这个软件上进行。
MDK5 可以在它们的官网上下载，网址如下：
https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm#/DOWNLOAD
当前最新版本是 MDK538A ，但新版并不意味着最好，可能会有一些奇奇怪怪的问题，也可能不稳定。
推荐大家使用 MDK534，也是我目前所使用的版本，至今未出过什么问题。安装包已经在 2.2 安装包及驱动准备 中为大家提供了，接下来我就手把手教大家在你们的电脑上安装 MDK5 。
双击我给大家提供的安装包后，会出现以下界面，大家跟着我的图片操作即可：
到此为止，MDK5 就安装完成了。
但是，我给你们提供的安装包是官网下载的正版版本，试用几天后就要收费了。破解的方法网络上有一大堆，这里我就不讲了，我也怕律师函。
接下来就要安装固件包了。什么是固件包呢？由于 ST 公司生产了非常多的芯片，每颗芯片所需要的支持文件都不一样，这些文件组合起来就是固件包。
但有这么多芯片，他们不可能把所有的固件包都集成在 MDK5 里，否则 MDK5 的安装包将变得超级无敌巨大，很占空间也没必要。比较好的解决方案就是你需要用到什么芯片，就安装对应的固件包就可以了。
固件包也是在官网上可以下载到，网址如下：
https://www.keil.arm.com/packs/
由于我们使用的板子是 STM32F103C8T6 ，属于 F1 系列，所以在搜索框里搜索 STM32F1 即可。如果大家使用的是其它系列芯片，那就搜索对应系列的关键词，不要傻乎乎都按下图搜索哦~
同样的，由于服务器在国外，下载速度巨慢。大家用我提供的文件就可以了，同样也是官网上下载的，原汁原味。链接在 2.2 安装包及驱动准备 可以找到。
安装的方法很简单，只需要双击安装包即可，然后它就会自动识别固件包的目录，点击 Next ，然后等进度条走到底就 OK 了。
4. 安装STM32CubeMX
STM32CubeMX 能帮助开发者通过直观的图形界面快速完成 STM32 微控制器的硬件配置，外设初始化以及中间件设置等工作。通过STM32CubeMX，开发者可以大幅提高开发效率，降低开发难度，尤其是对于刚接触STM32的新手。
但是，STM32CubeMX 虽然方便，但不建议大家过度依赖它，否则会影响你的个人能力发展。只有你在刚入门 STM32 ，或者需要快速验证一些代码，才建议大家使用这个软件。
STM32CubeMX 在它的官网可以下载，网址如下：
https://www.st.com/content/st_com/zh/stm32cubemx.html
还是一样，由于服务器在国外，下载速度很慢，大家使用我在 2.2 安装包及驱动准备 给大家准备好的安装包即可，就是从官网下载的，我只是个搬运工而已。
接下来的安装步骤，请依次看下面的图片：
OK，搞定！
5. 驱动安装
所谓的驱动，就是让电脑认识插进来的 USB 设备，否则就算你把设备插好了，依然无法正常工作。大家应该有过被黄色叹号支配的恐惧吧。
以下驱动，我都已经在 2.2 安装包及驱动准备 里给大家准备好了。
5.1 CH340驱动安装
5.2 ST-Link驱动安装
6. 程序编译
如果你们使用的是我上面推荐的 STM32F103C8T6 核心板，那么请下载 2.2 安装包及驱动准备 我提供的模板工程，然后打开这个工程。
程序打开后，在上图中左上角箭头处，有三个按钮，我们所做的编译工作都是使用这三个按钮。那这三个按钮有什么作用呢？
- 第一个按钮： Translate 就是翻译当下修改过的文件，说明白点就是检查下有没有语法错误，并不会去链接库文件，也不会生成可执行文件。
- 第二个按钮： Build 就是编译当下修改过的文件，它包含了语法检查，链接动态库文件，生成可执行文件。
- 第三个按钮： Rebuild 重新编译整个工程，跟 Build 这个按钮实现的功能是一样的，但有所不同的是它编译的是整个工程的所有文件，耗时巨大。
在实际工作中，我们最经常使用的就是第二个按钮，另外两个用得不多，尤其是第一个。
7. 程序下载
7.1 硬件接线
核心板上边的电源线，随便找一根 microUSB 线来接就行，也就是之前手机充电线，扁头的那种，它就是用来供电的，没有传输数据。
而下边的下载引脚，主要是三根起作用：SWDIO、SWDCLK、GND。大家认真对照核心板与 ST-Link ，别接错了哈。特别是 ST-Link ，接的是缺口对面那一排引脚，而不是靠近缺口的那一排引脚。为了让你们看更清楚，我又拍了一张细节图（够保姆吧）。
在下面这张图里，棕色是 GND ，红色是 SWDIO ，黄色是 SWDCLK，大家可以对照着接线。
7.2 ST-Link下载
在下载之前，请先按下面的步骤做好配置。
到此为止，针对 MDK 的配置已经搞定了，现在就可以进行下载了。
在下载之前，请做好四件事：
- 就是刚刚前面的配置，一定要配置好；
- 设备的接线，只要有一根线没接对，就无法完成下载；
- 编译好程序；
- 板子一定要上电。
程序下载成功之后，板子自动运行新代码，会看到 LED 灯间隔 500 毫秒亮灭交替闪烁。
7.3 串口下载
串口下载工具有很多，这里推荐 FlyMcu 。
FlyMcu 是一款好用的 STM32 烧录程序软件，对于专业的单片机开发者来说应该非常适用，软件可以广泛地应用于电路编程和应用编程领域，支持进行编程、校验、读器件信息。
这款工具是国产的，大家如果需要最新版的，可以去它们的官网下载：
当然，用我提供的也行，反正也是他们官网下载的。
在下载程序之前，请先接好线。接线图如下图所示：
电源接线没什么好说的，主要是串口这边，一定要注意交叉接线，也就是 CH340 转 TLL 工具的 TX 要接板子的 RX ，CH340 转 TLL 工具的 RX 要接板子的 TX ，千万不要接错，否则就不能烧进去！
开发板上的 PA9 是 TX ，PA10 是 RX ，请按上一段提到的交叉接线接好线，再打开 FlyMcu 。
接下来，将板子上的 BOOT0 跳线帽接到 1 ，BOOT1 路线帽维持在 0 ，如下图所示：
为什么要这么操作呢？
这两个跳线帽是用来调整 BOOT0 和 BOOT1 的状态。跳线帽接到 1 就是高电平，接到 0 就是低电平。
BOOT0 和 BOOT1 是用于设置 STM32 的启动方式的：
这里是用 USB 下载， 也就是串口下载，所以选择表中的第二个方式也就是 BOOT0 选择 1， BOOT1 选择 0 。
然后你就可以点击软件上的 开始编程 按钮，但你会发现，右边一直处于连接状态。这个时候，只有你按一下板子上的 reset 按键（板子上唯一的一个按键），它就开始往下走了。
下载后记得把 BOOT0 的跳线冒跳回 0 端，BOOT0 和 BOOT1 都为 0 ，这样程序就从 flash 区启动，再按一下 reset 按键板子就开始运行烧录进去的代码了。
8. 总结
在本文中，我给大家介绍了嵌入式工程师必玩的 STM32 单片机快速上手指南，从此你们就打开了嵌入式的大门了。
本文给大家分享了安装包及驱动，手把手教大家安装 MDK5、STM32CubeMX，以及 CH340/ST-Link 的驱动。并且分享了如何使用 MDK5 编译、下载程序（ST-Link 下载及串口下载）。
通过本文的分享，相信大家能够顺利上手 STM32 的开发，在成为嵌入式工程师的道路上又前进了一步。
本文比较基础，老司机请忽略，但对新手朋友肯定很有帮助。
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- 原文作者：知识铺
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