深入探索：Linux在STM32F4上的应用与优势 (linux stm32f4)

随着嵌入式系统的发展，Linux作为一种成熟的操作系统，已经成为嵌入式系统的重要选择。而STM32F4作为一种高性能、低功耗的微控制器，也成为了众多嵌入式开发者的选择。将Linux系统运行在STM32F4平台上，能够充分发挥其性能优势，使嵌入式应用更加智能化和高效化。

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一、STM32F4的硬件基础

STM32F4是ST公司推出的一款高性能、低功耗的微控制器。它集成有 Cortex-M4 内核、DSP 加速器，以及具有高处理性能、大容量存储和多种接口的片上外设。同时，STM32F4 还具有低功耗特性和丰富的模拟、数字接口，使其在嵌入式系统的应用领域具有广泛的应用前景。

二、Linux系统在STM32F4上的应用

在STM32F4的硬件基础上，运行Linux系统能够为嵌入式系统提供更为智能化的应用。总体而言，Linux系统在STM32F4上的应用包含以下方面：

1. 网络通信

Linux内核集成了网络协议栈，使嵌入式系统能够通过网络接口与外部设备进行通信。在STM32F4平台上，与其他设备进行TCP/IP通信或者实现网络视频传输都是可行的。

2. 文件系统

嵌入式系统需要有一种能够处理不同类型数据的文件系统，而Linux系统提供了FAT和EXT等多种文件系统支持。此外，Linux系统还支持网络文件系统，这意味着可以在外部设备的帮助下建立本地存储的文件系统，提高数据传输效率。

3. 语音识别

运行Linux系统的嵌入式系统能够通过语音识别技术实现智能控制。随着技术的发展，语音识别系统已经逐渐成为一种普遍的人机交互方式。相比于传统的按键操作，语音识别技术更能提高嵌入式设备的便携性和易用性。在STM32F4平台上，可以通过扩展外部USB麦克风来实现语音识别。

4. 图像处理

Linux系统支持多种图像处理技术，如图像识别、图像分析等。在STM32F4平台上，可以通过摄像头和图像处理算法来开发视觉应用，如智能家居安防等。

5. 实时性任务处理

STM32F4具有独特的硬件外设，如DMA、多级嵌套中断控制等，这使得STM32F4的实时性能得到大幅提升。Linux系统本身并不具备实时性，但是STM32F4具备的实时性能能够实现在时间敏感的任务中处理。

三、Linux系统在STM32F4上的优势

1. 现成硬件模块

STM32F4的硬件模块具有丰富的功能，如DMA、嵌套中断控制、以太网MAC等。这些硬件模块可以为Linux系统的开发提供现成的支持。相比于其他平台，STM32F4的硬件模块更加完善，能够提升开发的效率和质量。

2. 硬件资源的高效利用

在Linux系统中，很多模块都需要进行软件模拟。但是，在STM32F4平台上，一些常用的处理模块可以通过硬件加速器得到大幅提升，例如在FFT、DSP加速等领域，这使得开发者能够做更多的事情而不会过多浪费处理能力。

3. 丰富的软件库支持

Linux系统内置了大量的驱动程序和软件库，可以有效地支持STM32F4上软件的开发。在使用这些库时，开发者能够更加高效地实现应用，降低了应用开发的难度。

4. 持续维护和更新

作为一种开源软件，Linux系统的持续维护和更新可以不断地提升系统功能和安全性。在嵌入式系统中，安全性和可靠性是非常重要的。使用Linux系统可以保证应用的持续发展和安全性。

四、

综上所述，将Linux系统运行在STM32F4平台上，能够为嵌入式系统带来更高效、更智能的使用体验。相比于其他嵌入式平台，STM32F4具有更加完善的硬件模块和更多的软件库支持，能够让开发者更加高效地实现应用。随着技术的发展，Linux在嵌入式系统中的应用前景将越来越广泛，并给嵌入式系统带来更大的发展空间。

相关问题拓展阅读：

• stm32是哪个公司的？属于arm公司还是属于意法半导体公司(ST)？
• stm32f407待机功耗
• stm f和f的区别？

stm32是哪个公司的？属于arm公司还是属于意法半导体公司(ST)？

意法半导体公司

拓展资料：意法半导体（ST）集团于1988年6月成立，是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSONMicroelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司，是世界更大的半导体公司之一。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARMCortex_-M0，M0+，M3，M4和M7内核（ST’sproductportfoliocontainsacomprehensiverangeofmicrocontrollers，fromrobust，low-cost8-bitMCUsupto32-bitARM-basedCortex_-M0andM0+，Cortex_-M3，Cortex_-M4Flashmicrocontrollerswithagreatchoiceofperipherals.SThasalsoextendedthisrangetoincludeanultra-low-powerMCUplatform)。

它具有以下握慧三个特点：

1，新的基于ARM内核的32位MCU系列

_标准的

ARM架构

_内核为ARM公司为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的Cortex-M内核

2，超前的体系结构

_高性能_低电压_低功耗_创新的内核以及外设

3，简单易用/自由/低风险

Cortex-M3系列属于庆皮蠢ARMv7架构

ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：

“A”系列：面向尖端的基于

虚拟内存

的操作系统和用户应用

“R”系列：针对实时系统；

“M”系列：对微控制器。

STM32F1属于Cortex-M系列中的Cortex-M3内核，采用ARMv7-M架构。STM32F4属于Cortex-M4系列采用ARMv7-ME架构。誉陪Cortex-A5/A8采用ARMv7-A架构。传统的ARM7系列采用的是ARMv4T架构。（想了解更多可参考韦东山老师的《Linux应用开发完全手册》之一章）

一个芯片是由内核和外设构成的，悄困耐ST公司是造芯片的，但用的是ARM公司的内核再加上尺此自己的外设构成一个完整的STM芯片，所以当启春然用ST命名。

stm32f407待机功耗

疑问

在做待机唤醒实验时，会有这样的疑问：只有进入好姿袜待机模式的代码，那么唤醒是如何唤醒的？

原理

（此节主要针对待机唤醒原理进行简单介绍，可以根据自己情况自动略过）

STM32F4待机模式

在系统或电源复位以后，微控制器处于运行状态。运行状态下的 HCLK 为 CPU 提供时钟，内核执行程序代码。当 CPU不需继续运行时，可以利用多个低功耗模式来节省功耗，例如等待某个外部事件时。

STM32F4 的 3 种低功耗模式

在这三种低功耗模式中，更低功耗的是待机模式，在此模式下，更低只需要 2.2uA 左右的 电流。停机模式是次低功耗的，其典型的电流消耗在350uA 左右。最后就是睡眠模式了。

进入/退出待机模式

拓展：

在进入模式的第三步：将WUF位清零，查看寄存器PWR_CSR。

清零需要通过PWR_CR进行配置：CWUF位置1。

退出模式

根据图1及下面stm32部分时钟树可知，在待机的状态下，PLL、HSI 和 HSE 振荡器被断电、1.2V供电区别断电，可以认为只有LSI、LSE振荡器在工作，因此RTC、独立看门狗可以工作，从而进行待友激机唤醒。（还有WKUP上升沿、NRST复位）

代码

#include “wkup.h”

#include “led.h”

#include “delay.h”

#include “usart.h”

//系统进入待机模式

void Sys_Enter_Standby(void)

{

while(WKUP_KD);//等待WK_UP按键松开(在有RTC中断时,必须等WK_UP松开再进入待机)

RCC_AHB1PeriphResetCmd(0X04FF,ENABLE);//复位所有IO口

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);//使能PWR时钟

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//后备区域访问使能

//这里我们就直接关闭相关RTC中断

RTC_ITConfig(RTC_IT_TS|RTC_IT_WUT|RTC_IT_ALRB|RTC_IT_ALRA,DISABLE);//关闭RTC相关中断，可能在RTC实验打开了。

RTC_ClearITPendingBit(RTC_IT_TS|RTC_IT_WUT|RTC_IT_ALRB|RTC_IT_ALRA);//清楚RTC相关中断标志位。

PWR_ClearFlag(PWR_FLAG_WU);//清除Wake-up 标志

PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE);//设置WKUP用于唤醒

PWR_EnterSTANDBYMode();//进入待机模式

}

//检测WKUP脚的信号

//返回值1:连续按下3s以上

//:错误的触发

u8 Check_WKUP(void)

{

u8 t=0;

u8 tx=0;//记录松开的次数

LED0=0; //亮灯DS0

while(1)

{

if(WKUP_KD)//已经按下了

{

t++;

tx=0;

}else

{

tx++;

if(tx>3)//超过90ms内没有WKUP信号

{

LED0=1;

return 0;//错误的按键,按下次数不够

}

}

delay_ms(30);

if(t>=100)//按下超过3秒钟

{

LED0=0; //点亮DS0

return 1; //按下3s以册漏上了

}

}

}

//中断,检测到PA0脚的一个上升沿.

//中断线0线上的中断检测

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除LINE10上的中断标志位

if(Check_WKUP())//关机?

{

Sys_Enter_Standby(); //进入待机模式

}

}

//PA0 WKUP唤醒初始化

void WKUP_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);//使能SYSCFG时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PA0

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//输入模式

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;//下拉

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化

SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0);//PA0 连接到中断线0

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;//LINE0

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//中断事件

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿触发

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能LINE0

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;//外部中断0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;//抢占优先级2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;//子优先级2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置NVIC

//(检查是否是正常开)机

if(Check_WKUP()==0)

{

Sys_Enter_Standby();//不是开机,进入待机模式

}

}

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此处为wkup.c代码，比较简单，这里不再进行阐述，下面主要针对上述疑问进行解释。（通过查阅资料，自行理解的逻辑）

理解

首先，开机后，从int main()函数进行初始化，进行到WKUP_Init()；对PA0进行相关配置，检查是否长按开机键，没有，进入Sys_Enter_Standby()函数，在函数内最后进入待机模式：PWR_EnterSTANDBYMode()。

PWR_EnterSTANDBYMode()配置在原理中已经进行介绍，不再重复，主要针对函数内的WFI进行介绍：

WFI: wait for Interrupt 等待中断，即下一次中断发生前都在此hold住不干活

也就是说：当前大环境是正常运行状态，当运行于此处时，卡住不进行后续代码执行，相当于进行待机处理。

所以在初始化时，运行到WFI就卡在了一个地方

当按键wkup被按下时，其实已经进行了待机唤醒处理，（从按下时，灯光亮了一下就可以看出来，程序已经开始运行了，没有继续卡在原处），此时是从int main()函数之一行开始重新运行。进行到WKUP_Init()；对PA0进行相关配置，检查是否长按开机键。

没有按够3s，重复上述1、2步骤；

当按键达到3s后，跳过WKUP_Init()函数中的ifCheck_WKUP()函数，程序正常运行，从而达到唤醒功能。并配置PA0中断方式。

当再次按键达到3s后，进入中断，判断有没有按够3s。时间不够，继续运行正常状态；时间达到3s，Sys_Enter_Standby()

再次进入待机模式。

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); // 清除LINE10上的中断标志位

if(Check_WKUP())//关机?

{

Sys_Enter_Standby(); //进入待机模式

}

}

stm f和f的区别？

一、内核不同

1、stm32 f103：于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。

2、stm32 f407：又称STM32F4，由ST（意法半导体）开发的一种高性能微控制器。采用了90 纳米的NVM 工艺和ART。

二、特点不同

1、stm32 f103：按片内Flash的大小可分为三大类：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。

2、stm32 f407：兼容于STM32F2系列产品，便于ST的用户扩展或升级产品，而保持腔喊硬件的兼容历凯能力。

三、集成功能不同

1、stm32 f103：集成定时器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多种功能。

2、stm32 f407：集成了新的DSP和FPU指令，168MHz的高速性能使得数字信号控制器应用和快速的产品开发达到了新的水平。提升控制算法的执行速度和代码效率。

参考资料来源：伍烂野

百度百科-STM32F103

参考资料来源：

百度百科-STM32F4

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文章名称：深入探索：Linux在STM32F4上的应用与优势 (linux stm32f4)
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