STM32를 시작하기 전 기본지식

🔰 STM32 기본 지식

STM32 개발을 위한 필수 이론 5가지 정리

---

✅ 1. 시계 구조(Clock Tree)

📌 왜 중요한가?

STM32의 모든 동작 속도는 클럭에 의해 결정

• MCU 코어 속도 (SYSCLK)
• 타이머 속도 (TIMxCLK)
• UART, SPI, I2C 등 주변장치 속도
• HAL_Delay()의 정확성도 클럭 설정에 따라 다름

---

🧠 기본 용어

용어	설명
HSI	내부 고속 클럭 (16MHz 기본 제공)
HSE	외부 고속 클럭 (크리스탈 연결, 8MHz 등)
PLL	클럭을 배로 증폭해서 원하는 속도 만들어주는 회로
SYSCLK	시스템 전체의 기준 클럭
AHB	고속 버스, 대부분의 장치가 연결됨
APB1, APB2	저속 및 고속 주변 버스 (UART, TIM 등)

---

🔧 설정 예시

STM32F746ZG의 기본 설정 목표는 다음과 같음

클럭 항목	설정값
SYSCLK	216 MHz (최고속도)
AHB	216 MHz
APB1	54 MHz
APB2	108 MHz

이 설정은 .ioc 파일의 Clock Configuration 탭에서 자동 계산되어 설정됨

---

✅ 2. GPIO 설정 방식

📌 왜 중요한가?

모든 센서, LED, 버튼, 모터 등은 GPIO를 통해 MCU와 연결됨

---

🧠 주요 레지스터

레지스터	설명
MODER	핀의 모드 설정 (입력/출력/AF/아날로그)
ODR	출력 데이터 (1이면 HIGH, 0이면 LOW)
IDR	입력된 데이터 확인 (입력 시 읽음)
PUPDR	풀업/풀다운 설정 (버튼처럼 안정된 상태 필요 시)

---

🛠 CubeMX 설정법

• GPIOx를 클릭 → GPIO_Output / GPIO_Input 선택
• .ioc에서 설정하면 MX_GPIO_Init() 함수가 자동 생성

예시:

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);  // PA5 HIGH
HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13);                // 버튼 입력 확인

 

---

✅ 3. HAL의 기본 구조

📌 HAL은 STM32가 제공하는 고수준 함수 모음집

→ 레지스터 직접 건드리지 않고도 GPIO, UART, PWM 등을 쉽게 다룰 수 있게 해줌

---

🧠 기본 흐름

1. HAL_Init();
   → 내부적으로 SysTick, NVIC 등 초기화
2. SystemClock_Config();
   → Clock 설정 함수 (CubeMX가 생성)
3. MX_GPIO_Init();, MX_USARTx_UART_Init(); 등
   → CubeMX에서 설정한 주변장치 초기화 함수
4. 이후 while(1) 루프에서 동작

---

🛠 예시 코드 흐름

int main(void)
{
  HAL_Init();                 // HAL 전역 초기화
  SystemClock_Config();       // 시스템 클럭 설정
  MX_GPIO_Init();             // GPIO 설정
  MX_USART3_UART_Init();      // UART 설정 (예시)

  while (1) {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
    HAL_Delay(500);
  }
}

 

---

✅ 4. Interrupt / Timer / PWM

📌 MCU의 실시간성, 반응성을 가능하게 하는 핵심 개념

---

🧠 인터럽트(IRQ)

• 버튼 누름, 센서 감지, UART 수신, 타이머 도달 시 자동으로 발생
• ISR (Interrupt Service Routine) 함수로 처리

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
  if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_13) {
    // 버튼 누름 감지
  }
}

---

🧠 타이머 (Timer)

• 주기적인 인터럽트를 발생시킬 수 있음
• PWM도 타이머를 기반으로 동작

HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);  // PWM 시작
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 1000); // 듀티비 설정

 

---

✅ 5. 메모리 구조 (Flash, RAM, Stack, Heap)

📌 임베디드에서 메모리 구조를 모르고 객체를 마구 생성하면 쉽게 죽음

---

🧠 메모리 영역

영역	설명	예시
Flash	프로그램 코드 저장 (ROM)	.text 영역
RAM	전역변수, 스택, 힙	.data, .bss 등
Stack	함수 호출 시 지역 변수	int a;
Heap	malloc/new 시 동적 할당	new Led()

---

📌 중요한 팁

• new 사용 시 Heap 사용 → Heap이 작으면 금방 죽음
• ISR 안에서는 Stack 오버플로우 위험 있음
• 전역 객체로 선언하는 것이 일반적으로 안전

Led led(GPIOA, GPIO_PIN_5);  // 안전한 전역 객체

---

✅ 요약: STM32 기본지식 TOP5

주제	요약 키워드
1. Clock	SYSCLK, HSE, PLL, APB
2. GPIO	MODER, ODR, IDR
3. HAL	HAL_Init, MX_GPIO_Init, HAL_GPIO_WritePin
4. Interrupt/Timer	EXTI, PWM, HAL_TIM_xxx
5. Memory	Flash, Stack, Heap, 전역 vs 지역 객체