1、固件库：
固件库就是函数的集合，固件库函数的作用是向下负责与寄存器直接打交道， 向上提供用户函数调用的接口（API）。
2、CMSIS标准与固件库的关系
就是对固件库函数的要求。
ARM 公司为了能让不同的芯片公司生产的 Cortex-M3 芯片能在软件上基本兼容，和芯片生产商共同提出了一套标准 CMSIS 标准(Cortex Microcontroller Software Interface Standard) ,翻译过来是 “ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准”。ST 官方库就是根据这套标准设计的。
其实不用这么讲这么复杂的，一个简单的例子，我们在使用 STM32 芯片的时候首先要进行系统初始化，CMSIS 规范就规定，系统初始化函数名字必须为 SystemInit，所以各个芯片公 司写自己的库函数的时候就必须用 SystemInit 对系统进行初始化。
3、STM32 和 ARM 以及 ARM7 的关系
ARM 是一个做芯片标准的公司，它负责的是芯片内核的架构设 计，而 TI，ST 这样的公司，他们并不做标准，他们是芯片公司，他们是根据 ARM 公司提供的 芯片内核标准设计自己的芯片。
所以，任何一个做 Cortex-M3 芯片，他们的内核结构都是一样的，不同的是他们的存储器容量，片上外设，IO 以及其他模块的区别。
图1 cortex-m3 芯片结构
4、Cortex-M3内核
Cortex-M3 内核是单片机的中央处理器单元 CPU 。
特点：
1、Cortex-M3 是一个 32 位处理器内核。内部的数据路径是 32 位，寄存器是 32 位，存储器接口是 32 位。
2、Cortex-M3 采用哈佛架构。拥有独立的指令总线和数据总线，取指与数据访问可以同时进行。
3、 支持小端模式、大端模式。
组成介绍：
Cortex-M3内核的架构含有
（1）寄存器组、（2）NVIC、（3）中断和异常、（4）储存器映射、（5）总线接口、（6）调试支持（debug interface）、（7）指令集。
5、时钟使能
寄存器是基于什么的？
当然是触发器！！！准确地说应该是D触发器
触发器的赋值是一定需要时钟的， 而寄存器的时钟是由总线时钟提供的，就是说没有总线时钟的话，你给寄存器值它是不会读入的。换句话说，只有送来了时钟，触发器才能被改写值，这样寄存器才会工作。（通常会根据上升沿或者下降沿）
又会有人说为什么我之前学51的时候为什么不用使能时钟呢？
当初我们学51的时候，哪会关注功耗，我们能跑起来程序就行了，而且对于大多数厂家来说，绝大多数不会关注功耗。但是STM32不同，为了减少功耗，ST公司为了省电，使用了所谓的时钟门控的技术，这又涉及到了同步电路。同步电路中总有一个时钟控制。
在默认情况下这些时钟都是disable的。你如果要使用它，首先就需要enable。
我们也可以把这个时钟简单的比作为门，STM32之所以是低功耗，就是因为他把所有门都默认设置为disable，在你需要用哪个门的时候，开哪个门就可以，也就是说用到什么外设，只要打开对应外设的时钟就可以，其他的没用到的可以还是disable，这样耗能就会减少。
时钟门控技术就是用“与门”来控制时钟信号是否输入到外设。
6、串口通信原理
一般每次只能一个字节（8位）来接收和发送。当使用串口调试助手（XCOM）等软件时，命令行一次发送和接收到多个字节的发送数据，实际上是软件内部已经编写好的也是一个一个字节来发送和接收的。
数据缓存器实际上就是寄存器。
电脑串口是USB电平，单片机是TTL电平，相互串口通信连接需要将电平逻辑一致。通常需要用到USB电平转TTL芯片模块，例如：CH340、PL2303、FT232等，有时也需要电脑上安装电平转换芯片的驱动，如CH340。
串口发送的数据会先进入数据寄存器（TDR）中，当移位寄存器没有数据在发送时，数据就会接着进入到移位寄存器中发送。
串口通信是异步通信，双方必须约定好波特率，才能知道一个数据是什么时候传输完成的。同步通信则是例如在信号的上升沿的时候发送一个数据，就无需约定波特率。
7、串口通信标志位
状态寄存器SR：
1、RXNE：（读数据寄存器非空），当该位被置 1 的时候，就是提示已经有数据被接收到了，并 且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取 USART_DR，通过读 USART_DR 可以将该位清零，也可以向该位写 0，直接清除。
2、TC：（发送完成），当该位被置位的时候，表示 USART_DR 内的数据已经被发送完成了。如 果设置了这个位的中断，则会产生中断。该位也有两种清零方式：1）读 USART_SR，写 USART_DR。2）直接向该位写 0。
控制寄存器CR1：
（主要用于设置是否开启中断）
1、RXNEIE：（接收缓冲区非空中断使能）。接收到数据的时候（RXNE 读数据寄存器非空），我们要产生中断，则开启该位。该位由软件设置或清除。
0：禁止产生中断；
1：当USART_SR中的TC为’1’时，产生USART中断。
2、TCIE：（发送完成中断使能）
0：禁止产生中断；
1：当USART_SR中的TC为’1’时，产生USART中断
8、端口复用和重映射
端口复用：STM32有很多的内置外设，这些外设的外部引脚都是与GPIO复用的。也就是说，一个GPIO如果可以复用为内置外设的功能引脚，那么当这个GPIO作为内置外设使用的时候，就叫做复用。
例如串口1 的发送接收引脚是PA9,PA10，当我们把PA9,PA10不用作GPIO，而用做复用功能串口1的发送接收引脚的时候，叫端口复用。
配置过程：-以PA9,PA10配置为串口1为例
（1）GPIO端口时钟使能：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
（2）复用外设时钟使能：比如将端口PA9,PA10复用为串口，所以要使能串口时钟。RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
（3）端口模式配置。 GPIO_Init（）函数。 查表：
（4）如果是F407的芯片还需要配置GPIO_PinAFConfig（）函数，选择GPIO复用为什么功能
但单个外设（如UART）可能可以复用到多个（多组）不同的IO口上（端口重映射），但是在同一时间内只能有一组IO口（比如RX、TX）使用该串口资源。使用时要注意资源的分配，避免冲突。
如F407的串口USART2的TX、RX就可以复用到PA2、PA3和PD5、PD6两组上。
端口重映射：每个内置外设都有若干个输入输出引脚，一般这些引脚的输出端口都是固定不变的，为了让设计工程师可以更好地安排引脚的走向和功能，在STM32中引入了外设引脚重映射的概念，即一个外设的引脚除了具有默认的端口外，还可以通过设置重映射寄存器的方式，把这个外设的引脚映射到其它的端口。
9、SPI通信
SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写，通信一次最多传输32字节数据。SPI每次数据传输可以8位或16位单位，每次传输单位数不受限制。
SPI有主、从两种模式，由主模块选择一个从模块进行同步通信，从而完成数据的交换。主设备（Master）提供时钟，从设备接收。SPI接口的读写操作都是由主设备发起，当存在多个从设备（Slave）时，通过片选信号进行管理。
SPI通信通常需要四根线，比串口的多两根：
1、MISO（Master Input Slave Output）:主设备数据输入，从设备输出；
2、MOSI（Master Ouput Slave Input）:主设备输出，从设备输入；
3、SCLK(Serial Clock)：时钟信号，由主设备产生
4、CS/SS（Chip Select/Slave Select）:从设备使能，由主设备控制(高或低电位)
一主一从：
一主多从：（每个从机都有主机对应的单独片选线）
SPI主、从设备都有一个串行移位寄存器，主设备通过向它的SPI串行移位寄存器写入一个字节发起传输。
SPI通信流程：
1、主设备发起信号，将CS/SS拉低，启动通信。
2、主设备发送时钟信号，告诉从设备进行写或读数据，从设备会立即读取数据线上的信号，即可得到一位数据（1bit）。
3、主机将数据写入发送缓存器(Menory)，缓存区（缓存长度看单片机配置）经过移位寄存器通过MOSI将字节一位一位的移出去给从机，同时MISO接口接收到的数据经移位寄存器一位位移动到接收缓存区。
4、从机也将字节的串行移位寄存器种的内容通过MISO信号线返回给主机。同时通过MOSI信号线接收主机发送的数据。两个移位寄存器中的内容就被交换。
SPI只有主从模式之分，没有读和写的说法，外设的写操作和读操作都是同步完成。若要写操作，主机需要忽略接收到的字节。若要读，则发送一个空字节来引发从机传输。
10、#ifndef、#define、#endif作用
防止头文件被重复引用和重复编译。
#ifndef是if not define的缩写，是宏定义的一种，准确说是预处理功能（宏定义、文件包含、条件编译）中的条件编译。
加入后可预防以下错误：若在.h文件中定义了全局变量，C文件包含了此.h文件多次，若不加#ifndef宏定义，则会出现变量重复定义的错误，也无法定义枚举变量等情况。
interactiv_system.h文件为例：
11、..OBJLED.axf: Error: L6218E: Undefined symbol XXXXX (referred from XXXXX.o).
extern对变量范围扩展，仍然报错，原先代码：
将需要extern的变量写在函数外部，修改后解决：
10、共地
当使用不同模块通信的时候，3.3V代表信号1，0V代表信号0。但电压都是相对的参考电压，参考对象不同，电压值也不同。两个模块的电路都是分开的，但他们的电压都是相较于左边的电路的负极而言，此时右边的0V相较于左边的可能会低了2V。那么当左边发送3.3V信号的时候，右边可能只会收到1.3V的信号，导致通信失败。
同理在驱动电机的时候，如果没有供地，本来设置的5V的信号到了电机处可能只有3V，就无法驱动电机转动。
为了解决不同模块参考电位的问题，我们可以使用一根杜邦线将两个的0V连接起来，即共地，此时两个模块的0V相同，高电平的3.3V也必然相同。
11、使用其他型号开发板时，要用JTAG_Set函数
正点原子的开发板一般不需要（一般不会出现问题），但其他开发板要使能SWD，否则可能会出现烧录后，程序无法运行的情况。
12、SD卡写入，LCD显示图片
在使用LCD显示图片时，直接将png后缀更改为jpg后缀时可以发现，图像的大小并没有改变，本质上其实格式并没有修改，图片会无法显示。
jpg、jpeg格式图片若是显示不了，可用windows系统自带的画图软件打开，图片大小会增加，一般就可以显示了。
13、不同pack的安装与卸载
“Option for Target”中的Device可以看到用的pack的版本，直接点击下面链接去官网找到对应的下载就好。
在“Debug，点击“setting”进入“Flash Download”，点击“Add”
可以看到每个pack在电脑中的存储位置，一般会放在“ARMflash”中，可以把别人电脑上有的pack直接复制到这个文件中，就可以使用了
14、C语言头文件和.c文件之间的关系
头文件.h和.c文件其实都是一样的，include" "头文件其实就是把这个头文件中的内容一行行的运行一次。其中的函数声明会在编译阶段自动匹配到同名的.c文件，具体过程可以看C语言的编译四个步骤。（后续会放出一些链接）
(130条消息) C语言后缀.h文件和.c文件作用和区别_花大师的博客-CSDN博客
从本质上来说，.c和.h并没有太大区别，只是命名方式的不同，主要为了解决重复声明的问题。
15、当出现ST-link USBcommunication error和The content of the ST-link is corrupt时
当已经检测到ST-link，但是仍然ST-link USBcommunication error一般是ST-link的固件版本问题固件需要升级。
当使用固件升级的时候仍然出现The content of the ST-link is corrupt，且重启多次无用后，可以下载STM32 ST-link Utility。官方链接STSW-link004 - STM32 ST-link utility (replaced by STM32CubeProgrammer) - STMicroelectronics
使用教程可参考博客
https://www.cnblogs.com/cuter/p/8879993.html
16、STlink/v2中SWD模式（4线）连线方式
连接1、7、9、20脚。
1：TVCC，供电。
7：SWIO，SWD接口的数据线，传输数据。
9：SWCLK，SWD接口的时钟线，用于同步数据传输。
20：GND，地线。
16、串口接的电压不对，或者降压芯片出现问题
降压芯片出问题，往往会影响到串口传输的电平（串口传输的数据）。电平不对，传输的信号可能会接收到全是1，或者怎么样都是一样的数据。可以检查下电压，降压芯片。
17、短接后电流瞬间无穷大，可能直接击穿降压芯片
不要试着短接任何电线，一瞬间可能就会击穿芯片，短接电流无穷大，降压芯片很可能第一个先被击穿。
18、出现error:"..OBJWHEELTEC.axf: Error: L6218E: Undefined symbol SPI_Cmd (referred from 24l01.o)."
一般很可能是忘记添加对应的固件库，像adc、spi、usart等
添加如下，添加后正常
19、芯片引脚对应外设的查询
可在官网下载对应的芯片手册，查看每个引脚对应外设。
如下，我们可以看到PA4、PA5引脚有哪些外设可用，若是F407芯片则还需要配置GPIO_PinAFConfig（）函数指名复用什么功能，F103则不需要。
数据手册下载方法：
1、进入官网：
意法半导体-STMicroelectronics
2、 搜索栏中输入你想要查找的芯片型号
3、即可进入下载对应的数据手册
20、外设资料的查询
除了正点原子和CSDN等处的资料外，可以下载STM官方中文手册查看，包括SPI、USART等的原理。
可去正点原子资料处下载
包括了各种外设原理和寄存器的讲解
21、直流电机、步进电机、伺服电机、舵机的使用
单片机IO口一般输出的电流电压较小，无法直接驱动电机和舵机，需要加上相应的驱动模块。
1、直流电机：转动速度与电流大小相关，电流越大，转动速度越快，负载越高。但无法进行精确定位。
2、步进电机：以脉冲信号驱动，脉冲的数量决定了转动的角度，可以进行转动位置定位，但为开环控制。每步的转角取决于电机本身的硬件设置，200步一转的转角为（360/200）1.8度。
步进电机也可以控制转动的速度，脉冲的频率越高，转动的速度越快。
3、伺服电机：和步进一样以脉冲信号驱动，都能控制速度和转动的位置，但多了编码器等数据反馈，能够实现闭环控制，精确度更高。
4、舵机：用PWM控制，以脉冲的占空比决定舵机转动的角度。
电机的相关原理可参考
直流电机的原理及驱动_直流电机驱动-CSDN博客
步进电机原理及驱动_步进驱动器的工作原理-CSDN博客
22、LM2596降压芯片的使用
通过调节蓝色电位器旋钮（一般顺时针旋转升压，逆时针旋转降压），使用万用表测量输出电压直至需要的电压为止。
电位器即可变电阻
23、NRF24L01无线通信模块的使用
NRF24L01与MCU间用SPI通信。
可设置每次接收0-32个字节，但实际传输（SPI）依然为8位一次。只是在NRF24L01一个一个字节取出先放入一个数组内。
NRF24L01发送和接收的字节设置
虽然NRF24L01每次可读写0-32个字节数据，但实际上每次传输都只为1个字节(8bit)的数据，通过循环来实现一次多个字节数据的读取。
读出：写入无用数据以读取数据。每次读取数据位u8类型
写入：忽略读到的数据。每次写入数据为u8类型
有效数据宽度设置：若要在过程中不断改变每次接收到的数据大小，需要对接收模式RX寄存器中的通道X有效数据宽度进行更改。或者可采用每次只接受1个字节数据，通过定时器来计算接收时间间隔，当超过定时时间没有接收到新数据则溢出，视为接收完毕，否则重启定时器。
24、通信协议间的关系及应用
NRF24L01与MCU间用SPI通信，NRF24L01与NRF24L01间则采用了自定义的通信协议。
UART和SPI是有线通信协议，无法直接实现无线通信。无线通信需要专用的无线模块，如NRF24L01、蓝牙模块（如HC-05/HC-06）或Wi-Fi模块（如ESP8266/ESP32）。这些模块内置了射频（RF）电路，能够在无线电波上进行数据传输。