2、主控芯片选型与开发环境搭建：STM32F103系列介绍、Keil MDK安装与配置、标准外设库与HAL库选择

2.1 为什么选STM32F103？

做自动售货机支付模块，主控芯片的选择其实挺讲究的。我个人习惯先看三点：成本、稳定性、生态。STM32F103系列，说白了就是嵌入式界的「万金油」。我最早接触它是在2012年，那时候做一个工业采集器，老板要求成本控制在20块以内，还要带CAN总线。嗯，最后就是靠F103搞定的。

你想想看，自动售货机的支付模块要处理什么？

• 接收硬币/纸币器的脉冲信号
• 驱动LCD显示金额
• 通过串口与扫码枪通信
• 控制电磁锁动作
• 偶尔还要跑个加密算法

这些活儿，F103的72MHz主频完全够用。而且它内置的Flash最大到512KB，RAM到64KB，对于支付逻辑来说绰绰有余。我在项目中遇到过最极端的情况，是客户要求同时支持微信、支付宝、银联三种支付方式，外加一个M1卡读头。代码量大概在200KB左右，F103C8T6（64KB Flash）就有点吃紧了，最后换成了F103VET6（512KB Flash）。

2.2 STM32F103系列速览

F103系列其实分三个子系列：

这里有个坑，我必须要说。我曾经在采购时没注意后缀，把F103C8T6和F103CBT6搞混了。前者是64KB Flash，后者是128KB。虽然引脚完全兼容，但程序烧进去直接跑飞。嗯，从那以后我每次下单都会在BOM表里用红色标注Flash容量。

2.3 Keil MDK安装与配置

开发环境这块，我推荐Keil MDK。虽然也有IAR和GCC，但Keil在STM32生态里最省心。安装步骤其实很简单：

1. 去ARM官网下载MDK-ARM（现在叫Keil Studio了，但经典版依然好用）
2. 安装时记得勾选「C51」？不，那是51单片机的。我们选「ARM Compiler」
3. 安装完成后，打开Pack Installer，搜索STM32F1系列
4. 下载并安装对应的Device Family Pack

配置工程时，有几点要注意：

• 晶振频率：F103默认是8MHz外部晶振，通过PLL倍频到72MHz
• 调试器：我用的是ST-Link，便宜又稳定。J-Link也行，但贵
• Flash烧录算法：选「STM32F10x Med-density Flash」或「High-density」，取决于你的芯片

2.4 标准外设库 vs HAL库

这个问题，几乎每个初学者都会问。我直接说结论：

标准外设库（StdPeriph）：

• 优点：代码执行效率高，寄存器操作透明
• 缺点：ST已经停止更新，不支持新系列
• 适合：对实时性要求高的场景，比如PWM控制电机

HAL库：

• 优点：跨平台兼容性好，CubeMX自动生成代码
• 缺点：代码量大，中断响应慢
• 适合：快速原型开发，复杂外设配置

我个人习惯是：支付模块用HAL库。为什么？因为支付逻辑本身不要求微秒级的响应，但需要频繁配置串口、I2C、SPI这些外设。HAL库的抽象层能让我少写很多寄存器配置代码。

这里给一个简单的HAL库初始化串口的例子：

// 使用CubeMX生成的代码，初始化USART1
UART_HandleTypeDef huart1;

void MX_USART1_UART_Init(void)
{
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 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);
}

你看，代码很清晰。如果换成标准库，你得手动配置CR1、CR2、CR3寄存器，还要算波特率分频系数。不是说标准库不好，而是对于支付模块这种业务逻辑复杂的项目，HAL库能让你把精力放在「怎么收钱」而不是「怎么配置寄存器」上。

2.5 开发环境验证

装好环境后，我习惯先跑一个LED闪烁程序。不是为了炫技，而是为了验证：

• 编译器能不能正常编译
• 烧录器能不能识别芯片
• 时钟配置是否正确

代码很简单：

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);
HAL_Delay(500);

如果LED以1秒的频率闪烁，恭喜你，环境搭建成功了。如果没反应，先检查硬件连接——我遇到过最蠢的一次，是把LED的正负极接反了，折腾了半小时才发现。

下一章我们会开始搭建支付模块的硬件电路，包括电源设计、串口隔离、电磁锁驱动这些实战内容。到时候我会分享一个我在量产中踩过的坑——关于电源纹波导致支付芯片复位的问题，嗯，那故事可有意思了。