惊喜！这款国产MCU可完美替代ST高端MCU

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cathy 发布于：周一, 05/09/2022 - 16:52 ，关键词：

最近一段时间在玩极海的APM32F407系列的MCU，在研究一段时间后发现其资源和意法半导体的STM32F407不相上下。通过对比两者的数据手册和参考手册，我发现APM32F407替代STM32F407绰绰有余。我拿出了我吃灰已久的一块开发板“启明欣欣 IMT407 V5.1”(淘宝搜索“启明欣欣”)。预计将开发板上的STM32F407芯片替换成APM32F407的芯片，看看会发生什么样的事情。

本文记录一下我使用APM32F407替代STM32F407制作的一个小demo（使用SPI外设读取W25Q128）。该demo使用原开发板电路，看看将主控换成APM32F407后看看能不能做到pin对pin的完美替代。

本文使用环境：

硬件

1、启明欣欣 IMT407 V5.1(APM32F407ZGT6)
2、J-link v9.7
3、IMT 2.8 TFTLCD
4、USB转TTL

软件：

1、MDK-ARM Plus Version: 5.36.0.0
2、fireTools

固件或例程库:

1、APM32F4xx_SDK_V1.1
2、启明欣欣STM32F407(高配版V5.1)学习资料（\2 各资源学习例程\标准库版本\15 SPI_W25Qxx）

参考文档：

1.APM32F4xxx用户手册 V1.1
2.APM32F405xG 407xExG数据手册 V1.1
3.启明欣欣407开发板(高配版)V5.1原理图
4.STM32F4xx中文参考手册
5.STM32F407ZGT6数据手册.pdf

先上一下替换芯片后的板子照片（原谅我的渣渣焊工）：

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1、环境配置

1.1 APM32F407开发环境

在极海官网获取最新的SDK"APM32F4xx_SDK_V1.1"，在其目录下有Pack“Geehy.APM32F4xx_DFP.1.0.1.pack”，安装完毕后才能使用keil开发APM32F407芯片。

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1.2 添加APM32F407驱动库文件

a.在原工程下添加APM32F407的驱动库（本文节取原开发板例程中的SPI_W25Qxx例程），复制APM32F4xx_SDK_V1.1下的Library文件夹至工程目录，改名为APM32F4xx_Library。

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b.在原工程下添加APM32F407的中断控制函数文件。将“APM32F4xx_SDK_V1.1\Examples\Template\Template\Source\”和“APM32F4xx_SDK_V1.1\Examples\Template\Template\Include\”下的“apm32f4xx_int.c”和“apm32f4xx_int.h”复制至工程目录“Main\”下。

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1.3 添加APM32F407工程及目录

a.在“Project Items”目录下新增“APM32F407”工程，以便换不同的工程进行编辑编译下载。
b.在“Groups”目录下新增“APM32F4xx_StdPeriphDriver”与“APM32F4xx_Startup_config”分组。
c.分别在“APM32F4xx_StdPeriphDriver”与“APM32F4xx_Startup_config”分组下添加本次例程使用到的驱动文件。
d.在“Main”分组下添加我们上一节增加的内容“apm32f4xx_int.c”。

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1.4 更改APM32F407工程芯片

将工程“APM32F407”的芯片选型设置为“APM32F407ZG”。

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1.5 设置编译选择

a.设置不同工程目录下的编译选择，以控制不同的工程下编译的文件。

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“APM32F407”工程去除STM32的编译文件包含。

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b.设置“APM32F407”工程的声明为“APM32F40X”。
c.增加“APM32F407”工程中APM32F407驱动库文件头文件目录。

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2、底层驱动替换

更改代码，将STM32的驱动函数替换为APM32的驱动函数，这部分比较繁琐，需要慢慢替换。可根据工程所需外设的驱动进行对照替换。如我们现在的工程主要涉及到的外设有：
misc/gpio/spi/fsmc/usart/rcm。可以通过查看两者的参考手册，查看那些寄存器功能基本一致的对应的库函数的功能也基本一致。

2.1 外设与库函数对照

我这里也整理了本次替代过程中常用外设的寄存器与库函数的参照，供大家参考。这里截取部分内容，更多内容请查阅附件表格。

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2.2 驱动替换方式

由于前文我们已经将“APM32F407”工程的声明设置为“APM32F40X”，这里我们仅需将涉及外部功能模块的源码文件内的驱动进行替换。通过宏定义的方式以支持不同平台的文件。
如包含头文件时：

#ifdef STM32F40_41xxx
	/** 原 stm32 接口或外设驱动 */
    #include "stm32f4xx.h"
#endif

#ifdef APM32F40X
	/** 替换为 apm32 接口或外设驱动 */
    #include "apm32f4xx.h"
    #include "apm32f4xx_misc.h"
    #include "apm32f4xx_spi.h"
    #include "apm32f4xx_rcm.h"
    #include "apm32f4xx_smc.h"
    #include "apm32f4xx_gpio.h"
    #include "apm32f4xx_usart.h"
#endif
如替换GPIO外设驱动时：
#ifdef STM32F40_41xxx
    /** 原 stm32 接口或外设驱动 */
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);    //使能GPIOF时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; //KEY0 KEY1 KEY2 KEY3对应引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;             //普通输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;       //100M
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;             //上拉
    GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);                   //初始化GPIOF6,7,8,9
#endif

#ifdef APM32F40X
	/** 替换为 apm32 接口或外设驱动 */
    GPIO_Config_T  GPIO_InitStructure;

    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOF);

    GPIO_InitStructure.pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStructure.mode = GPIO_MODE_IN;
    GPIO_InitStructure.speed = GPIO_SPEED_100MHz;
    GPIO_InitStructure.otype = GPIO_OTYPE_PP;
    GPIO_InitStructure.pupd = GPIO_PUPD_UP;

    GPIO_Config(GPIOF, &GPIO_InitStructure);

#endif

替换过程较为繁琐，这里不再一一赘述。具体代码实现大家可参考附件源码。

3 程序下载与仿真

由于我们的已做双工程处理，在修改底层驱动至APM32F407时并不影响原工程内容，我们可以通过选择不同的工程对目标芯片进行下载。我这里选择"APM32F407"工程通过J-LINK下载我手上的板子。

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程序下载过程中会提示我们选择芯片平台，这里选择“M4”即可。

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4 最后效果

a.程序开始运行后，屏幕会显示请用户发送数据到串口1“Please send data to usart1”，此时用户就要通过串口助手向开发板发送数据，发送格式为S…….E。“….…”为用户所需要发送的数据，发送后数据存在 receive_str[ ]数值中并在显示屏显示。

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b.将接收到的数据写入W25Q128，KEY0按下,将串口1接收到的数据(receive_str[ ]中数据)写入25Q128。
c.将写入到W
25Q128的数据读出并显示，KEY1按下,将写入到W25Q128中的数据读出并显示。

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5 总结

以上便是本次使用APM32F407替代STM32F407的简要过程。通过本次替代经历，发现极海的APM32F407芯片的硬件与软件环境对STM32F407都有着非常优秀的替代能力。在原有硬件无需改动的情况下，简单的进行驱动更换后也能很好运行起来。国产优秀替代者极海也！各位小伙伴可以和我一起讨论替代过程中发生的趣事~

整个内容较多，个人能力有限，些许地方可能存在较多问题，欢迎大家指出。

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