本系列是基于STM32F429野火库进行学习。
2.1什么是 STM32？
STM32，从字面上来理解， ST 是意法半导体， M 是 Microelectronics 的缩写， 32 表示32 位，合起来理解， STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器。在如今的 32 位控制器当中， STM32 可以说是最璀璨的新星，它受宠若娇，大受工程师和市场的青睐，无芯能出其右。
2.1.1 STM32 诞生的背景：
51 是嵌入式学习中一款入门级的精典 MCU，因其结构简单，易于教学，且可以通过串口编程而不需要额外的仿真器，所以在教学时被大量采用，至今很多大学在嵌入式教学中用的还是 51。 51 诞生于 70 年代，属于传统的 8 位单片机，如今，久经岁月的洗礼，既有其辉煌又有其不足。现在的市场产品竞争越来越激烈，对成本极其敏感，相应地对 MCU的 性能要求也更苛刻： 更多功能， 更低功耗，易用界面和多任务。面对这些要求， 51 现有的 资源就显得得抓襟见肘。所以无论是高校教学还是市场求，都急需一款新的 MCU 来为这个领域注入新的活力。
基于这样的市场需求， ARM 公司推出了其全新的基于 ARMv7 架构的 32 位 CortexM3 微控制器内核。紧随其后， ST（意法半导体）公司就推出了基于 Cortex-M3 内核的MCU—STM32。 STM32 凭借其产品线的多样化、极高的性价比、简单易用的库开发方式，迅速在众多 Cortex-M3 MCU 中脱颖而出，成为最闪亮的一颗新星。 STM32 一上市就 迅速占领了中低端 MCU 市场，受到了市场和工程师的无比青睐，颇有星火燎原之势。作为一名合格的嵌入式工程师，面对新出现的技术，我们不是充耳不闻，而是要尽快吻合市场的需要，跟上技术的潮流。如今 STM32 的出现就是一种趋势，一种潮流，我们要做的就是搭上这趟快车，让自己的技术更有竞争力。
2.2 STM32 能做什么？
STM32 属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如 USART、 I2C、 SPI 等，可接非常多的传感器，可以控制很多的设备。现实生活中，我们接触到的很多电器产品都有 STM32 的身影，比如智能手环，微型四轴飞行器，平衡车、移动 POST 机，智能电饭锅，3D 打印机等等。下面我们以最近最为火爆的两个产品来讲解下，一个是手环，一个是飞行器。
2.2.1 智能手环：
图 2-1 三星 GearFit 智能手环
红圈： STM32F439ZIY6S 处理器， 2048KB FLASH ， 256KB RAM ,WLCSP143 封装。
橙圈： Macronix MX69V28F64 16 MB 闪存，基于 MCP 封装的存储器，是一种包含了NOR 和 SRAM 的闪存，这在手环手机这种移动设备中经常使用，优点是体积小，可以减小 PCB 的尺寸。这个闪存用的 439 的 FSMC 接口驱动。
黄圈： InvenSense MPU-6500 陀螺仪/加速度计，用 439 的 I2C 接口驱动。
绿圈：博通 BCM4334WKUBG 芯片，支持 802.11n，蓝牙 4.0+HS 以及 FM 接收芯片，用 439 的 SDIO 或者 SPI 接口驱动。
显示： 1.84"可弯曲屏幕(Super AMOLED)， 432 x 128 像素。触摸部分用 439 的 I2C接口驱动，OLED 显示部分用 LTDC 接口驱动。
表格 4-1 三星 Gear Fit 和野火 STM32F429 挑战者资源对比
除了这几个重要资源的对比，我们的 429 开发板上还集成了以太网，音频， CAN，485， 232， USB 转串口，蜂鸣器， LED，电容按键等外设资源，可以充分的学习 429 这个芯片。在板子上面，还可以跑系统 ucosiii，学习图形界面 emwin。如果功夫所至，学完之后，自己都可以做一个类似 Gear Fit 这样的手环。可很多人又会说，Gear Fit 涉及硬件和软件，整个系统这么复杂，并不是一个人可以完成的。说的没错，我们可以做不了，但是我们的能力可以无限接近，多学点，技多不压身嘛。
2.2.2 微型四轴飞行器：
现在无人机非常火热，高端的无人机用 STM32 做不来，但是小型的四轴飞行器用STM32 还是绰绰有余的。如图 2-3 所示飞行器的基本都可以用 STM32 搞定。
图 2-3 微型四轴飞行器
上面的是属于产品，如果想自己 DIY，可以在入门 STM32 之后，买一本飞行器 DIY的书，边做边学。入门级的书籍推荐《四轴飞行器 DIY—基于 STM32 微控制器》，见图2-4。
图 2-4 四轴飞行器 DIY —基于 STM32 微控制器
2.2.3 淘宝众筹：
学会了 STM32，想自己做产品，如何实现自己的梦想，淘宝众筹吧。做出产品原型，用别人的钱为自己的梦想买单。
淘宝众筹科技类网址：这里面有很多小玩意都可以用 STM32 实现，只要你的创意到了，就会有人买单，前提是我们要先学会 STM32。
2.3 STM32 怎么选型
2.3.1 STM32 分类
STM32 有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有 Cortex-M0、 M3、 M4和 M7 这几种，每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。具体的见表格 2-2。
单纯从学习的角度出发，可以选择 F1 和 F4， F1 代表了基础型，基于 Cortex-M3 内核，主频为 72MHZ， F4 代表了高性能，基于 Cortex-M4 内核，主频 180M。
之于 F1， F4（429 系列以上）除了内核不同和主频的提升外，升级的明显特色就是带了 LCD 控制器和摄像头接口，支持 SDRAM，这个区别在项目选型上会被优先考虑。
表格 4-2 STM8 和 STM32 分类
2.3.2 STM32 命名方法
这里我们以野火 F429 挑战者用的型号 STM32F429IGT6 来讲解下 STM32 的命名方法。表格 2-3 STM32F429IGT6 命名解释
表格2-3 STM32F429IGT6 命名解释
有关更详细的命名方法见图 2-6。
图 2-6 STM8 和 STM32 命名方法，摘自《STM8 和 STM32 选型手册》
2.3.3 选择合适的 MCU：
了解了 STM32 的分类和命名方法之后，就可以根据项目的具体需求先大概选择哪类内核的 MCU，普通应用，不需要接大屏幕的一般选择 Cortex-M3 内核的 F1 系列，如果要追求高性能，需要大量的数据运算，且需要外接 RGB 大屏幕的则选择 Cortex-M4 内核的F429 系列。
明确了大方向之后，接下来就是细分选型，先确定引脚，引脚多的功能就多，价格也贵，具体得根据实际项目中需要使用到什么功能，够用就好。确定好了引脚数目之后再选择 FLASH 大小，相同引脚数的 MCU 会有不同的 FLASH 大小可供选择，这个也是根据实际需要选择，程序大的就选择大点的 FLASH，要是产品一量产，这些省下来的都是钱啊。有些月出货量以 KK（百万数量级）为单位的产品，不仅是 MCU，连电阻电容能少用就少用，更甚者连 PCB 的过孔的多少都有讲究。项目中的元器件的选型的水深着啊，很多学问。
1. 如何分配原理图 IO
在画原理图之前，一般的做法是先把引脚分类好，然后才开始画原理图，引脚分类具体见表格 2-4。
表格 2-4 画原理图时的引脚分类
2. 如何寻找 IO 的功能说明
要想根据功能来分配 IO，那就得先知道每个 IO 的功能说明，这个我们可以从官方的数据手册里面找到。在学习的时候，有两个官方资料我们会经常用到，一个是参考手册（英文叫 Reference manual），另外一个是数据手册（英文叫 Data Sheet）。两者的具体区别见表格 2-5。
表格 2-5 参考手册和数据手册的内容区别
一句话概括：数据手册主要用于芯片选型和设计原理图时参考，参考手册主要用于在编程的时候查阅。官方的这两个文档可以从官方网址里面下载：http://www.stmcu.org/document/list/index/category-150
在数据手册中，有关引脚定义的部分在 Pinouts and pin description 这个小节中，具体定义见表格2-6。
表格 2-6 数据手册中对引脚定义
表格 2-7 对引脚定义的解读
3. 开始分配原理图 IO
比如我们的 F429 挑战者使用的 MCU 型号是 STM32F429IGT6，封装为 LQFP176，我:们在数据手册中找到这个封装的引脚定义，然后根据引脚序号，一个一个复制出来，整理成 excel 表。具体整理方法按照表格 4-4 画原理图时的引脚分类即可。分配好之后就开始画原理图。
2.3.4 PCB 哪里打样：
设计好原理图，画好 PCB 之后，需要把板子做出来，进行软硬件联调。首先得 PCB打样，这里我推荐一家我经常打样的厂家，深圳嘉立创（JLC），行业标杆，良心价格，网址： http://www.sz-jlc.com。一块 10CM*10CM 以内的板子，三天做好， 50 块就可以搞定，还包邮，简直便宜到掉渣。如果你足够懒，不想自己焊接电阻电容二三极管什么的，嘉立创还可以帮你把 PCB 样板上的阻容贴好给你，打样贴片一条龙。样品做好了，软硬件什么都 OK，要小批量怎么办？还是找 JLC。