STM32F2系列微控制器技术培训方案
培训目标
完成本培训后,学员应能够：
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- 理论扎实： 深入理解ARM Cortex-M3内核架构、STM32F2系列的产品线、特性及性能优势。
- 工具熟练： 熟练使用STM32CubeMX进行图形化配置，掌握Keil MDK或IAR等开发环境进行代码编写、编译、调试。
- 外精通： 掌握STM32F2主要外设（GPIO、UART、SPI、I2C、ADC、DMA、TIMERS、EXTI）的原理、配置方法及编程实践。
- 系统掌握： 理解并掌握中断系统、时钟系统、低功耗模式等核心概念，能够进行系统级的资源管理和功耗优化。
- 实战能力： 具备独立完成一个基于STM32F2的中等复杂度嵌入式项目（如数据采集终端、通信网关等）的软硬件设计与调试能力。
二. 培训对象
- 嵌入式系统初学者,希望从MC-51等平台转向ARM Cortex-M架构。
- 有一定嵌入式开发经验,但初次接触STM32的工程师。
- 需要系统学习STM32F2系列,用于产品开发的硬件/软件工程师。
- 电子、自动化、计算机等相关专业的学生。
三. 培训环境与工具
- 硬件：
- 核心板： 基于STM32F2xx系列（如STM32F207IGH6）的开发板（推荐正点原子、野火等主流品牌）。
- 调试器： ST-Link V2/V3或J-Link。
- 外设模块： LED、按键、串口转USB模块、OLED/LCD显示屏、陀螺仪/加速度计（如MPU6050）、SD卡模块等。
- 软件：
- IDE： Keil MDK 5 或 IAR Embedded Workbench。
- 配置工具： STM32CubeMX (V6.x或更高版本)。
- 固件库： STM32F2xx HAL/LL库 (由CubeMX自动生成)。
- USB驱动： ST-Link/V3驱动。
- 串口调试工具： XShell、SecureCRT或MobaXterm。
四. 培训大纲（共5天，每天6-8小时）
ARM Cortex-M3与STM32F2基础入门 (Day 1)
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上午：理论铺垫
- 嵌入式系统概述： 定义、特点、应用领域、发展趋势。
- ARM Cortex-M3内核深度解析：
- RISC架构思想、哈佛总线结构。
- 寄存器组（R0-R15, MSP/PSP, PRIMASK等）。
- 异常与中断机制（NVIC, SysTick）。
- Thumb-2指令集简介。
- STM32F2系列详解：
- 产品线定位与F1/F4系列的对比（性能、外设、价格）。
- 典型型号选型（如STM32F207, STM32F215）。
- 内部资源框图（Flash, SRAM, 总线矩阵, AHB/APB总线）。
- 数据手册与参考手册的使用方法。
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下午：开发环境搭建与第一个程序
- 开发工具链介绍： Keil MDK + STM32CubeMX。
- 实战：环境搭建
- 安装Keil MDK、STM32CubeMX、ST-Link驱动。
- 配置CubeMX,创建第一个工程（Blinky - LED闪烁）。
- 生成MDK工程,编译、下载、调试。
- 工程结构分析： 了解
main.c,stm32f2xx_hal_msp.c,stm32f2xx_it.c等文件的作用。 - GPIO编程基础：
- GPIO八种工作模式（输入/输出，推挽/开漏，上/下拉）。
- 使用HAL库函数控制GPIO（
HAL_GPIO_Init,HAL_GPIO_TogglePin）。 - 实验： 实现按键控制LED亮灭（带消抖）。
核心外设与通信接口 (Day 2)
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上午：中断系统与外部中断
- STM32中断系统： 中断向量表、NVIC优先级管理。
- EXTI（外部中断控制器）：
- 原理与配置（边沿触发、中断/事件模式）。
- 与GPIO的映射关系。
- 实验： 使用EXTI实现按键中断，精确控制LED。
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下午：串口通信
- UART/USART原理： 异步通信、数据帧格式、波特率。
- STM32F2 UART配置： 使用CubeMX配置UART（TX, RX, DMA请求）。
- HAL库UART编程：
- 轮询方式收发数据 (
HAL_UART_Transmit,HAL_UART_Receive)。 - 中断方式收发数据 (
HAL_UART_Transmit_IT,HAL_UART_Receive_IT)。 - 实验： 实现PC与STM32F2的串口通信，发送指令控制设备。
- 轮询方式收发数据 (
高速通信接口与定时器 (Day 3)
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上午：I2C总线通信
（图片来源网络，侵删）- I2C协议： 起始/停止条件、地址帧、数据帧、应答机制。
- STM32F2 I2C配置： 使用CubeMX配置I2C主机模式。
- HAL库I2C编程：
- 模拟I2C时序（理解底层）。
- 使用硬件I2C驱动外设（如OLED屏、EEPROM AT24C02）。
- 实验： 驱动0.96寸OLED屏显示字符。
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下午：SPI总线通信
- SPI协议： 全双工、主从模式、四种时钟模式、CPOL/CPHA。
- STM32F2 SPI配置： 使用CubeMX配置SPI主机模式。
- HAL库SPI编程：
- 轮询与中断方式收发。
- 实验： 驱动W25Qxx系列Flash进行页读写操作。
定时器、ADC与DMA (Day 4)
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上午：高级定时器
- 通用定时器：
- 基本功能：计数、预分频、自动重装载。
- 输出比较：生成PWM波。
- 输入捕获：测量脉冲频率/宽度。
- 实验： 使用TIMx产生不同频率和占空比的PWM波驱动舵机或呼吸灯。
- 基本定时器： 用于DAC或电机控制的定时触发。
- 通用定时器：
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下午：模数转换器
- ADC原理： 采样、保持、量化、编码。
- STM32F2 ADC配置： 使用CubeMX配置ADC（单次/连续、扫描、对齐方式）。
- HAL库ADC编程：
- 轮询方式读取ADC值。
- DMA与ADC联合使用：
- DMA原理：内存到外设、外设到内存、内存到内存的传输。
- 配置ADC+DMA，实现数据的高速、不间断采集。
- 实验： 使用ADC+DMA采集电位器电压，并通过串口或DMA发送到USART。
系统集成与项目实战 (Day 5)
- 上午：时钟系统与低功耗
- STM32F2时钟树详解： HSE, HSI, LSE, LSI, PLL, 系统时钟、总线时钟。
- 使用CubeMX配置时钟： 理解不同时钟源的选择和分频系数。
- 低功耗模式：
- Sleep, Stop, Standby模式的区别与进入/退出方法。
- 实验： 实现
