在之前的文章中，我们介绍了51单片机的IO口、编写语言、三种中断方式（外部、定时器、串口）和常见外设的应用（LED灯、数码管、按键、显示屏、AD、基于I2C协议通信的EEPROM），同时简要介绍了μC/OS-II嵌入式实时操作系统。51单片机结构简单，成本低廉，代码编写也较为容易，因此适宜初学者入门。但在实际的研究和生产领域，低性能的8位51单片机往往无法满足我们对高速、高效硬件控制和处理的需求，在许多情况下，我们需要使用更好的32位单片机平台。
目前主流的嵌入式设备大多基于ARM架构平台。ARM，全称Advanced RISC Machine，即进阶精简指令集机器，其产品在我们的生产生活领域广泛应用。目前所有的手机CPU几乎均基于ARM平台，比如最新款的骁龙888CPU采用的就是1个2.84GHz的ARM最新Cortex X1核心，3个2.4GHz的Cortex A78核心和4个1.8GHz的Cortex A55核心。ARM Cortex系列产品主要分为A、R和M三大系列（最新的X系列基于A系列），手机端的CPU使用的是ARM Cortex A系列，而单片机则普遍选用了ARM Cortex M系列。ARM Cortex R系列是面向实时应用的高性能内核，针对大型工业控制设备，此处不表。下面我们主要介绍一下ARM Cortex M系列。
ARM Cortex M系列目前总共有八款产品，分别为M0、M0+、M1、M3、M4、M7、M23和M33。其中M0、M0+、M1、M23面向低功耗使用。从架构上而言，M0、M0+、M1采用ARMv6架构、M3、M4、M7采用ARMv7架构，M23和M33则采用最新的ARMv8架构。通常情况下，我们使用比较多的是基于M3和M4内核开发的单片机。在众多基于ARM CortexM系列的单片机中，知名度最高，应用最广泛的，就是ST意法半导体公司生产的STM32系列单片机，其中M和32分别表示Cortex M系列和32位。
STM32系列按内核结构分为以下几类：
- 主流产品：STM32F0及其升级版G0（基于Cortex-M0）、STM32F1（基于Cortex-M3）、STM32F3及其升级版G4（基于Cortex-M4）
- 超低功耗产品：STM32L0（基于Cortex-M0+）、STM32L1（基于Cortex-M3）、STM32L4、STM32L4+（均基于Cortex-M4）、STM32L5（基于Cortex-M33））
- 高性能产品：STM32F2（基于Cortex-M3）、STM32F4（基于Cortex-M4）、STM32F7、STM32H7（均基于Cortex-M7）
-无线产品：STM32WB和STM32WL（均基于Cortex-M4）
其中，市面上最常见、最主流的入门级产品，是属于STM32F1系列的增强型STM32F103单片机。根据引脚数、Flash和RAM大小、封装和工作温度范围，STM32F103单片机又有许许多多的子产品。详细命名规则如下： - 引脚数：T：36、C：48、R：64、V：100、Z：144、I：176
- Flash和RAM大小：4：16K/6K、6：32K/10K、8：64K/20K：B:128K/20K、C：256K/48K、D：384K/64K、E：512K/64K、F：768K/96K、G：1M/96K（Flash和RAM对应不适用STM32所有产品，具体型号请参考ST官网）
- 封装：H：BGA封装、T：LQFP封装、U：VFQFPN封装
- 工作温度范围：6：-40-85℃，7：-40-105℃
如我们常见的STM32F103ZET6，就表示144引脚，512KFlash，64KRAM，LQFP封装，工作允许温度在-40-85℃。
由于ARM单片机较为复杂，通常需要调取大量的系统库来进行开发操作。因此STM32系列单片机开发主要采用的是库开发的方式，通过库开发。
下面，我们以STM32F103C6的仿真为例，演示一下基于库开发的基本开发过程。
（在Proteus中仿真STM32F103C6需要注意配置供电网，将VDDA连接到GND，VSSA连接到VCC，然后将频率由默认改为72MHz。）
首先启动Keil选择设备为STM32F103C6。
然后配置运行需要的库环境。首先选择启动库Startup，然后由于我们用到GPIO口，选择StdPeriph Drivers里面的GPIO。然后根据下方的提示将相应依赖项全部选完。
添加主函数内容如下
#include "stm32f10x.h"
//引用STM32头文件即可，已自动配置需要包含的其他硬件驱动文件
void LED_Init()//LED相关GPIO端口初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//STM32的GPIO初始化配置需要配置一个结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
//需要使能所用到的PB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
//设置所需要配置的端口，此处仅配置GPIO_Pin_0
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
//设置GPIO口模式推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
//设置GPIO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//根据配置结构体初始化GPIOB
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
//PB.0 输出高电平
}
void delay_ms(u16 n)
{
u16 i = 0;
while(n--)
{
i = 12000; //约运行12000次耗时1ms
while(i--);
}
}
int main(void)
{
LED_Init(); //LED端口初始化
while(1)
{
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0); //PB.0 输出高电平
delay_ms(10); //延时10ms（仿真很慢，10ms即可）
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);//PB.0 输出低电平
delay_ms(10);
}
}GPIO的工作方式有8种，包括4种输入模式和4种输出模式：
- GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入(无上下拉电阻)
- GPIO_Mode_IPU 上拉输入
- GPIO_Mode_IPD 下拉输入
- GPIO_Mode_AIN 模拟信号输入
- GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（带上拉或者下拉）
- GPIO_Mode_AF_OD 开漏复用功能（带上拉或者下拉）
- GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出（带上拉或者下拉）
- GPIO_Mode_AF_PP 推挽复用功能（带上拉或者下拉）
GPIO有3种最大输出速度：
2MHZ、25MHZ、50MHZ。
如图为按键控制灯光开关。PA0设置为GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入模式。按键检测函数如下：
u8 KEY_Scan()
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0) == 1)
{
delay_ms(1); //去抖动，实际使用中可略高
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0) == 1)
return 1;
}
return 0;//未按下
}主函数中设置变量open，每次检测按键按下后取反。如果open为1则拉低PB0，LED熄灭。
if(KEY_Scan()) open = !open;
if(open) GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
else GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
delay_ms(10);以上就是基于库开发的STM32单片机开发基本介绍。STM32的内容十分复杂，需要通过实践不断磨砺才能熟练运用。掌握库开发方法可以节约相当的时间，更容易掌握。
