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STM32F1系列的架构和工作原理

1.基本架构

1.1ARMCortex-M3内核

STM32F1系列单片机基于ARMCortex-M3内核，这是一种高性能、低功耗的32位RISC处理器。Cortex-M3内核的主要特点包括：

高性能：最高工作频率可达72MHz，提供高效的指令执行速度。

低功耗：在多种工作模式下具有低功耗特性，适合电池供电的应用。

嵌入式功能：支持多种中断处理机制和低功耗模式，适合嵌入式系统设计。

存储器系统：支持多级存储器结构，包括Flash存储器、SRAM和系统存储器。

1.2存储器结构

STM32F1系列单片机的存储器结构包括：

Flash存储器：用于存储程序代码和常量数据，容量从16KB到128KB不等。

SRAM：用于存储变量和堆栈数据，容量从4KB到20KB不等。

系统存储器：用于存储启动代码和一些预定义的系统功能。

存储器映射如下：

地址范围|描述|

|———-|——|

0x00000000-0x0001FFFF|SRAM|

0x08000000-0x080FFFFF|Flash存储器|

0x1FFF0000-0x1FFFFFFF|系统存储器|

1.3时钟系统

STM32F1系列单片机的时钟系统包括：

HSE（高速外部时钟）：外部晶振或振荡器，频率范围从4MHz到25MHz。

HSI（高速内部时钟）：内部RC振荡器，频率为8MHz。

LSE（低速外部时钟）：外部32.768kHz晶振，用于RTC（实时时钟）。

LSI（低速内部时钟）：内部RC振荡器，频率为40kHz，用于独立看门狗和备份域的时钟源。

时钟树如下图所示：

graphTD

HSE--PLL

HSI--PLL

PLL--SYSCLK

SYSCLK--AHB

AHB--APB1

AHB--APB2

APB1--Peripherals

APB2--Peripherals

1.4电源管理

STM32F1系列单片机支持多种电源管理模式，包括：

正常模式：CPU正常运行，所有外设工作。

睡眠模式：CPU停止运行，但外设继续工作。

停止模式：CPU和外设均停止运行，但存储器和寄存器状态保持。

待机模式：CPU、外设和存储器均停止运行，仅保留RTC和备份寄存器。

电源管理寄存器包括：

PWR_CR：电源控制寄存器

PWR_CSR：电源状态寄存器

1.5中断系统

STM32F1系列单片机具有强大的中断处理能力，支持多个中断源和中断优先级。中断控制器（NVIC）的主要功能包括：

中断向量表：存储中断处理函数的地址。

中断优先级管理：支持16个可编程的优先级。

中断使能和禁用：通过寄存器控制中断的使能和禁用。

中断优先级寄存器（IPR）和中断使能寄存器（IER）如下所示：

//中断优先级寄存器

#defineNVIC_IPR_BASE(0xE000E400UL)

//中断使能寄存器

#defineNVIC_IER_BASE(0xE000E100UL)

2.外设接口

2.1GPIO（通用输入输出）

GPIO是STM32F1系列单片机中最基本的外设接口，用于控制外部设备的输入和输出。每个GPIO端口包括16个引脚，支持多种工作模式，如输入、输出、复用功能等。

GPIO寄存器包括：

GPIOx_CRL：低级控制寄存器

GPIOx_CRH：高级控制寄存器

GPIOx_IDR：输入数据寄存器

GPIOx_ODR：输出数据寄存器

GPIOx_BSRR：位设置/复位寄存器

GPIOx_BRR：位复位寄存器

2.1.1GPIO配置示例

以下是一个配置GPIO为输出模式的示例代码：

#includestm32f10x.h

voidGPIO_Config(void){

//使能GPIOA时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

//配置GPIOA的第0引脚为推挽输出模式

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;

GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStru