STM32 - 烧录方式和时钟

STM32 是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一系列基于 ARM Cortex-M 内核的 32 位微控制器（MCU）。

ISP-在系统编程：

  1. 定义：ISP 指通过外部接口（如 JTAG、SWD、UART、SPI 等）直接对目标设备中的微控制器进行程序烧录或固件更新的技术，无需将芯片从电路板上移除。

  2. 特点：

    • 在线操作：芯片无需脱离系统，直接通过外部接口（如 ST-Link 连接 SWD 接口）进行编程，适合开发阶段的调试与迭代。
    • 依赖工具：需专用编程器或调试器（如 J-Link、ST-Link、UART 转 USB 模块），通过软件（如 STM32CubeProgrammer）实现程序下载。
    • 应用场景：开发初期的代码烧录、固件调试，以及小批量设备的现场更新。

ICP-在电路编程：

  1. 定义：ICP 特指通过芯片的专用编程接口（如 ICSP，In-Circuit Serial Programming）对微控制器进行编程的技术，通常基于 SPI 或 UART 协议。

  2. 特点：

    • 接口专一性：强调通过芯片预留的编程引脚（如 SPI 的 MOSI/MISO/CLK/CS）直接通信，部分芯片（如 PIC、AVR）将其称为 ICSP 接口。
    • 生产级应用：常搭配专用烧录器（如 STM32 的 ICP 可通过 UART1 实现），支持批量编程，适合产线自动化烧录。
    • 与 ISP 的关联：本质上是 ISP 的一种实现方式，但更侧重硬件接口的专用性和量产场景的效率。

IAP-在应用编程：

  1. 定义：IAP 指设备在运行状态下，通过自身软件（如 Bootloader）实现 Flash 存储器的程序更新，无需外部编程工具，依赖设备内置的通信接口（如 UART、USB、Wi-Fi 等）。
  2. 特点：
    • 自编程能力：通过划分 Flash 区域（如 Bootloader 区和应用程序区），利用 Bootloader 代码擦除 / 写入应用程序区，实现 “程序更新程序”。
    • 远程升级：典型场景如物联网设备通过云端下载固件，经串口或网络接口传输至设备，由 IAP 完成更新（如 STM32 的 DFU 升级）。
    • 灵活性：无需物理连接设备，适合售后维护或远程运维，降低人力成本。

三者对比与关联：

烧录方式

  • 关键关联：ISP 和 ICP 属于 “外部编程”，依赖硬件工具；IAP 属于 “内部编程”，依赖软件架构。STM32 通常支持多种方式，如通过 USART1 实现 ISP，通过 Bootloader 实现 IAP，而 ICP 可视为 ISP 在硬件接口层面的细化。

时钟的作用：

时钟：就是单片机的心脏，确保单片机能否正常工作，而且决定了单片机的工作节奏和速度。

  1. 同步操作：单片机内部的CPU、存储器、外设等模块需要按照统一的节奏工作，时钟信号提供了这种同步机制。

  2. 计时：时钟信号可以用于计时功能，比如定时器、延时等。

  3. 控制速度：时钟频率决定了单片机的运行速度，频率越高，执行指令的速度越快。（也受限于单片机最大频率）

四个时钟源：

  1. HSE 外部高速时钟 时钟频率一般在 4-16MHz

  2. HIS 内部高速时钟 时钟频率一般在 8MHz

  3. LSE 外部低速时钟 时钟频率一般在 32.768kHz

  4. LSI 内部低速时钟 时钟频率一般在 40kHz

    时钟

时钟树：

时钟树1

时钟树2

参考链接：