51单片机 和 STM32 的烧录方式和通信协议的区别

51单片机STM32 的烧录方式和通信协议的区别


1. 为什么51单片机需要额外的软件(如ISP)?

(1)51单片机的烧录方式
  • ISP(In-System Programming)

  • 51单片机通常通过 串口(UART)进行烧录,需要使用额外的软件(如STC-ISP)来完成烧录过程。
  • 烧录时,单片机会进入一个特殊的 引导模式(Bootloader),通过串口接收烧录数据并写入Flash。
  • 原因

  • 51单片机没有内置复杂的调试和烧录硬件(如SWD/JTAG)。
  • 串口烧录是一种简单、低成本的解决方案,但需要外部软件支持。
  • (2)烧录过程
    1. 单片机复位并进入引导模式。
    2. 通过串口与PC通信,接收烧录数据。
    3. 将数据写入Flash存储器。
    4. 复位并运行用户程序。

    2. 为什么STM32可以直接用Keil进行Download?

    (1)STM32的烧录方式
  • SWD(Serial Wire Debug)JTAG

  • STM32内置了 调试接口(如SWD/JTAG),可以通过调试器(如ST-Link、J-Link)直接烧录程序。
  • Keil、IAR等IDE集成了调试和烧录功能,可以直接通过调试器完成烧录。
  • 原因

  • STM32具有更强大的硬件资源,支持复杂的调试和烧录协议。
  • SWD/JTAG接口不仅支持烧录,还支持实时调试(如单步执行、断点调试)。
  • (2)烧录过程
    1. 通过SWD/JTAG接口连接调试器。
    2. Keil调用调试器的驱动,将程序下载到STM32的Flash中。
    3. 复位并运行用户程序。

    3. STM32的波特率问题

    (1)烧录时的波特率
  • STM32通过 SWD/JTAG 烧录时,不涉及波特率,因为SWD/JTAG是同步通信协议,不是基于UART的异步通信。
  • SWD/JTAG的通信速度由调试器和目标芯片的时钟频率决定,通常可以达到几MHz甚至更高。
  • (2)UART通信时的波特率
  • 如果STM32通过 UART 进行通信(如与PC或其他设备通信),则需要设置波特率。
  • 常见的波特率有9600、19200、38400、57600、115200等。
  • 波特率的设置方法与51单片机类似,通过配置USART寄存器的分频值来实现。

  • 4. STM32的UART波特率设置

    以下是STM32的UART波特率设置方法(以HAL库为例):

    (1)计算公式

    STM32的波特率计算公式如下:
    [
    \text{波特率} = \frac{\text{时钟频率}}{\text{分频系数}}
    ]
    其中:

  • 时钟频率:USART模块的输入时钟频率(如APB1或APB2的时钟)。
  • 分频系数:通过配置USART的BRR寄存器实现。
  • (2)代码示例
    #include "stm32f1xx_hal.h"
    
    UART_HandleTypeDef huart1;
    
    void UART_Init(void) {
        huart1.Instance = USART1;
        huart1.Init.BaudRate = 115200;  // 设置波特率为115200
        huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
        huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
        huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
        huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
        huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
        huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
        HAL_UART_Init(&huart1);
    }
    
    int main(void) {
        HAL_Init();
        SystemClock_Config();
        UART_Init();
    
        while (1) {
            // 主程序
        }
    }
    

    5. 总结

    特性 51单片机 STM32
    烧录方式 通过串口(UART)使用ISP软件 通过SWD/JTAG直接烧录
    烧录工具 需要额外软件(如STC-ISP) 集成在Keil/IAR中,使用调试器
    波特率 烧录时使用固定波特率(如9600) 烧录时不涉及波特率(SWD/JTAG)
    UART通信波特率 需要设置波特率 需要设置波特率

    6. 常见问题

    (1)为什么STM32烧录时不涉及波特率?
  • 因为STM32使用 SWD/JTAG 接口烧录,这是同步通信协议,不依赖波特率。
  • (2)STM32的UART波特率可以修改吗?
  • 可以,通过配置USART的BRR寄存器来修改波特率。
  • (3)51单片机能否像STM32一样直接烧录?
  • 不能,因为51单片机没有内置SWD/JTAG接口,必须通过串口和ISP软件烧录。
  • 作者:就叫飞六吧

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