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STM32F103ZET6 通用开发模板

面向 STM32F103ZET6 的 Keil MDK-ARM / VS Code + EIDE 固件模板。工程基于 STM32F1 HAL，默认运行在 8MHz HSE × 9 = 72MHz SYSCLK，适合作为外设实验和板级驱动开发起点。

硬件与工具链

  • MCU: STM32F103ZE，Cortex-M3，512KB Flash，64KB SRAM
  • Keil 工程: Projects/MDK-ARM/atk_f103.uvprojx
  • Keil target: LED
  • 编译器: ARM Compiler 5 (ARMCC V5.06 update 5)
  • 编译选项: C99、microLIB、USE_HAL_DRIVER、STM32F103xE
  • 输出: Output/atk_f103.axf，Keil 工程已开启 HEX 生成
  • 下载: Keil 可用 ST-LINK / CMSIS-DAP；EIDE 默认 OpenOCD + cmsis-dap + stm32f1x

目录结构

├── Drivers/
│   ├── BSP/
│   │   ├── KEY/
│   │   ├── LCD/
│   │   ├── LED/
│   │   ├── OLED/
│   │   ├── TPAD/
│   │   └── bsp_test/
│   ├── CMSIS/                # CMSIS
│   ├── STM32F1xx_HAL_Driver/ # HAL 库
│   └── SYSTEM/               # 系统支持
├── Projects/MDK-ARM/         # 工程配置
│   ├── .vscode/
│   ├── .eide/
│   ├── atk_f103.uvprojx
│   └── atk_f103.code-workspace
├── User/                     # 应用入口
├── keilkill.bat              # 清理 Keil 产物
├── CLAUDE.md                 # AI 项目指引
└── README.md

构建与下载

无 Makefile/CMake。构建依赖 Keil MDK-ARM 或 VS Code EIDE。

  • Keil: 打开 Projects/MDK-ARM/atk_f103.uvprojx，target LED，Build。ST-LINK/CMSIS-DAP SWD 下载。
  • VS Code + EIDE: 打开 Projects/MDK-ARM/atk_f103.code-workspace，运行 task build → flash。下载配置见 .eide/eide.yml（OpenOCD, cmsis-dap, stm32f1x）。
  • 清理: keilkill.bat（编辑前检查删除范围）。

架构说明

User/

  • main.c: 应用入口，负责 HAL、时钟、延时、串口、BSP 初始化。默认流程：HAL_Init() → sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9) → delay_init(72) → usart_init(115200) → key_init()。主循环为按键菜单（见下方 BSP 测试节），printf 通过 USART1 输出。
  • stm32f1xx_hal_conf.h: HAL 模块开关。当前模板启用了 GPIO/RCC/PWR/CORTEX/TIM/UART/DMA/EXTI 等模块，也保留部分暂未使用模块供扩展。
  • stm32f1xx_it.c: Cortex 异常入口和 SysTick_Handler()，其中 SysTick_Handler() 调用 HAL_IncTick()。

Drivers/SYSTEM/

  • sys/: 向量表、全局中断、待机、软复位、系统时钟初始化。
  • delay/: 直接操作 SysTick 实现 busy-wait delay_us() / delay_ms()，并重写 HAL_Delay()。
  • usart/: USART1，PA9/PA10，支持 RX 中断和 printf 重定向，无半主机依赖。

Drivers/BSP/

BSP 模块采用固定模式：头文件放引脚、时钟使能宏和公开 API；.c 文件放 HAL GPIO/TIM 初始化与业务逻辑。

模块 主要 API 说明
KEY key_init()、key_scan(mode) PE4/PE3/PE2 低有效，PA0 WK_UP 高有效，带 10ms 消抖
LCD lcd_init()（自动探测型号）、lcd_show_char()、lcd_draw_point()、lcd_read_point()、lcd_clear()、lcd_set_window() GPIOB 16 位 8080 并口，ILI9341/ST7789（lcd_ex.c 寄存器初始化），240×320

LCD 型号自动探测

lcd_init() 返回 uint8_t：0 = 成功，1 = 未检测到支持型号。探测链（读时序满足手册 tRDL≥45ns / tRC≥160ns，数据总线读模式为上拉输入）：

探测命令 期望值 结果
0xD3 00h/93h/41h → 0x9341 ILI9341，执行 lcd_ex_ili9341_reginit()
0xD3 0x7789/0x7799 ST7789（部分模块对 0xD3 的响应）
0xDA/DB/DC 85h/85h/52h ST7789（ST7789V 手册 RDID1/2/3），执行 lcd_ex_st7789_reginit()
全部未命中 — 打印"未检测到支持的 LCD 型号"，返回失败，不执行后续初始化

读路径不可用时（RD 未接或时序不满足，探测全为垃圾值），lcddev.readable = 0，lcd_read_point() 直接返回 0。 | LED | led_init()、LED0()、LED1()、LEDx_TOGGLE() | PE5 可用；PB5 被 LCD 数据总线占用，LED0 不可用 | | TPAD | tpad_init(psc)、tpad_scan(mode) | PA1 + TIM5_CH2，RC 充放电输入捕获，初始化时采样基线 | | OLED | oled_init()、oled_refresh_gram()、oled_show_string()、oled_show_num()、oled_clear()、OLED_CMD/OLED_DATA | PC0-PC7 8080 并口，128×64 帧缓冲 |

BSP 测试

Drivers/BSP/bsp_test/bsp_test.c 为全部 BSP 模块提供全功能测试函数，由 main.c 按键菜单触发，结果经 USART1 printf 输出。

按键 测试函数 内容
KEY0 (PE4) bsp_test_led() LED1 亮灭/翻转；LED0 跳过
KEY1 (PE3) bsp_test_lcd() 四色块/四字库/背景模式/ID 尺寸/读点回读/坐标扫描；型号探测失败即 FAIL 跳过，读路径不可用时回读标记 SKIP
KEY2 (PE2) bsp_test_oled() 字符/字符串/数字/像素点 + 整屏刷新
WK_UP (PA0) bsp_test_tpad() 基线校准 + 触摸状态/测量值实时打印

菜单按键本身即 KEY 模块的功能测试（四键均可触发测试）。

测试接口跨模块冲突说明（bsp_test.c 顶部注释同步说明）：

  • LED0 (PB5) vs LCD 数据总线：GPIOB 全 16 位归 LCD，bsp_test_led() 仅测 LED1 (PE5)。
  • OLED D6/D7 (PC6/PC7) vs LCD RD/WR (PC6/PC7)：OLED 与 LCD 不能同时有效，先后运行测试会互相重配 PC6/7。每个测试函数开头自行初始化所属模块，任意顺序均安全；需要哪个模块就重跑对应测试即可恢复。
  • TPAD 独占 TIM5_CH2，与其他模块无冲突。

添加新 BSP 外设

  1. 在 Drivers/BSP/<MODULE>/ 新增 .h / .c
  2. 在头文件定义引脚、GPIO/TIM/USART 等时钟使能宏、公开 API
  3. 在 .c 文件实现 HAL 初始化和外设逻辑
  4. 在 User/stm32f1xx_hal_conf.h 启用需要的 HAL 模块
  5. 在 User/main.c include 对应头文件并调用初始化
  6. 将新增 .c 同步加入：
    • Projects/MDK-ARM/atk_f103.uvprojx
    • Projects/MDK-ARM/.eide/eide.yml

工程源文件是显式枚举的，只把文件放进目录不会自动参与构建。

注意事项

  • 默认外部晶振为 8MHz，系统时钟初始化目标为 72MHz。
  • delay_init() 会接管 SysTick 做忙等待延时；调用后不要假设 HAL timeout / HAL_GetTick() 行为等同于 stock HAL。
  • TPAD 注释和参数默认假设 TIM5 时钟为 72MHz；常用 tpad_init(72) 让定时器 tick 为 1us。
  • LCD 8080 并口占用 GPIOB 全部 16 引脚做数据总线（PB5 被占，LED0 不可用），控制线为 PC6(RD)/PC7(WR)/PC8(RS)/PC9(CS)/PC10(BL)，无硬件复位引脚，初始化使用软件复位。添加其他外设时注意引脚不冲突。
  • 当前 main.c 为按键菜单，仅初始化 KEY 并在需要时经测试函数初始化各 BSP 模块；模块初始化以测试函数开头自行执行为主。
  • OLED 8080 并口占用了 PC0-PC7（数据）、PD3（RS）、PD6（CS）、PG13（RD）、PG14（WR）、PG15（RST），添加其他外设时注意引脚不冲突。
  • OLED 使用双缓冲 + oled_refresh_gram() 模式，所有绘图操作先写内存缓冲区，再一次性刷入 SSD1306 显存。
  • Keil / EIDE 工程文件容易产生格式噪声，改 XML/YAML 时尽量只改必要片段。
  • Drivers/CMSIS/ 和 Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/ 是 vendor 代码，除非升级库版本，否则避免大范围修改。

About

本模板为 STM32F103ZET6 芯片提供的全面、优化的 Keil MDK-ARM 和 VS Code + EIDE 开发环境支持。

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