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【经验分享】STM32学习笔记(一)——点亮一个LED

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-14 21:44
引言
最近报名了2017全国大学生电子设计竞赛,我们学校是第一次参加这个比赛,由于8/9月份就要比赛了,所以现在准备是比较晚的了,指导老师说只能做控制类的题目了,让我们学习一下STM32单片机,51到时候肯定不够用了,正好前几天买了一块STM32F103ZET6的最小系统,那就赶紧学习吧!从哪里学习呢?同样是从点亮一个小灯开始,就建个工程模板就让我没有耐心了,折腾了一上午终于把工程建立好了!
关于STM32
1124009-20170406101556832-229612160.jpg
- [) \, ]: R1 z2 A  |; \% D
简介
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ARM Cortex-M3内核,按内核架构分为不同产品:
其中STM32F系列有:1 X! y+ ~' e0 H/ O8 J% r' `" |
STM32F103“增强型”系列# y+ g* P, }# J) G& l
STM32F101“基本型”系列
4 X4 _* c$ s0 K- F" C- a& E$ RSTM32F105、STM32F107“互联型”系列
& c- }/ j/ N3 L增强型系列时钟频率达到72MHz,是同类产品中性能最高的产品;基本型时钟频率为36MHz,以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能,是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存,不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时,从闪存执行代码,STM32功耗36mA,是32位市场上功耗最低的产品,相当于0.5mA/MHz。
片上资源
下图是 AT89S52的资源
1124009-20170406102227925-597016999.png
1 x8 e0 m+ y5 g
再来看看STM32F103ZET的资源
1124009-20170406101945394-102129070.png
可以明显看出STM3资源是非常丰富,外设接口很多。正因如此,STM32操作起来不如51那么方便,所以在一些小项目上能用51尽量不用STM32单片机。
% t7 v6 N9 X: |( o2 B' H
: q& ~  y! f5 V9 @* {/ p

  p4 M6 [8 U4 |8 _! W0 ~3 g点亮一个小灯LED原理图连接方式
1124009-20170406110207816-2089489566.png $ Y& G0 p+ t7 i; G" e
可以看出只要给D13输出一个高电平就可以将led点亮,低电平熄灭。
GPIO初始化配置
学习单片机貌似都是从点亮led灯开始的,像51单片机点亮小灯直接P1=0就ok了,由于STM32的GPIO工作模式有8种(输入4种+输出4种),所以在GPIO输出之前要先对要操作的GPIO进行配置,如下图:
  1. void GPIO_Config(void)                            //GPIO初始配置6 K& d/ P2 t  \  M* \' O6 o& z( g
  2. {/ ~* l+ [4 z, n5 i' S
  3.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;      //定义结构体变量- d, C  ~6 H% x; t) f& H) Y! A

  4. + t' ]( }" g6 x0 c( I3 o! D
  5.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); //使能GPIOD的时钟% n. P( J! x2 A: g& a
  6. ) w  L* |. i8 e; B8 l* V1 i
  7.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;                    //指定引脚13
    1 k* @5 K0 ?  H0 |) G, w4 ?  I
  8.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //设置输出速率50MHz1 n; x. O, \; F8 V2 h
  9.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //推挽输出模式
    / K5 w4 c4 ~" t6 c! \
  10.     GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);                            //初始化外设GPIOx寄存器! M: y, x0 u" v1 \# u: x* @. z
  11. }
复制代码

/ n3 H& U; ~; w# X( T# q0 n$ M. a* P) G# k& y5 Z& G
可以看出对GPIO的配置是通过各种函数实现的, 这点和51有所不同,51是直接操作寄存器,其实库函数的本质还是操作寄存器,只不过官方将它封装成了各种函数,来方便操作寄存器,毕竟STM32的寄存器要比51多很多,要记住每个寄存器的名称是不容易的,而通过各个函数就可以简单的操作各个寄存器了,在MDK开发环境中可以通过右键Go to definition of 'xxx'来查看各个函数是如何操作寄存器的。
1124009-20170406104823285-1766946269.png

& A# w& }: ~5 h& V6 D: M
从初始化配置时,要先使能GPIO的时钟,指定引脚,设定输出速率和工作模式,这些是必不可少的。
$ S" P5 s. [, b) C: {# b4 U
电平输出
如何让GPIOD_13输出高低电平呢?官方有对应的函数:
  1. #define LED_ON GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_13)        //端口置1% t: q8 [2 c8 j# c3 _1 ]. Q
  2. #define LED_OFF GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_13)     //端口置0
复制代码
, V+ ^2 B; M2 B; O3 E: W
  这里使用了宏定义,方便书写,注意高电平点亮,低电平熄灭
3 X$ L9 o1 w, J8 a/ E" l, \, A
延时函数0 k2 ~, t% U# [3 o# P6 i/ s
  1. void delay(u32 t)            //延时函数) M& ]" h+ l+ l$ J0 ^7 |
  2. {+ \  {1 p* i) C' N, K
  3.     u16 i;$ u; Q5 ^/ i7 J
  4.     while(t--)/ J: t8 I  p- O  d) [) ^( q
  5.         for(i=0;i<1000;i++);
      }+ B! H9 p; Z  r" ?1 }
  6. }
复制代码

) O+ G# c8 S' I% l* i; k- I
由于STM32的主频有72MHz之高,所以这里的形参定义为了unsigned long 类型,同样下面的变量i,定义为了unsigned int类型,为了占用更多的时间。
主函数6 G1 U9 M5 q# t7 L5 y# I
  1. int main()
    ! Y! R- ~6 @" Y# H1 F/ L% f! `) A
  2. {
    7 \; N# t* u' m
  3.     GPIO_Config();            //GPIOD_1初始化配置( I4 U7 R/ ], E6 n$ X/ l
  4.     while(1)
    9 i* |% O. N; W  m3 e5 f& t2 @
  5.     {3 U: e" a4 _7 O  M1 U4 I
  6.         LED_ON;                    //点亮
    8 D! @5 ^# u# q) O7 D1 |
  7.         delay(1000);         //延时大概几百毫秒
    * M) L6 O# a1 t8 J, l9 k8 O
  8.         LED_OFF;                //熄灭
    8 N' L1 Z5 Y- ?9 t) ~: S3 x3 \
  9.         delay(1000);, s: K% M4 Z( j; Z
  10.     }- r) P0 S9 j" [/ V5 A5 `

  11. : j3 y: h$ j/ j; J, C: }0 h5 G
  12. }
复制代码

( S, N! F6 a$ g0 w8 g9 \$ @
可以看出delay()函数的实参比较大,如果换做100的话,人眼几乎看不出led灯的闪烁,这是因为主频很高,执行一个循环用的时间更少。只有实参足够大,才能达到延时的效果。
程序下载
STM32的程序下载方式有很多,其中最经济,最简单的下载方式就是串口isp下载了,连接方式如下图
1124009-20170406112218441-2045105749.png
另外还要设置一下启动方式;
- g! m8 l3 L1 U  [: R& V3 `; u8 M 1124009-20170406112354675-300600406.png
串口下载时要设置为第二种启动方式,即BOOT0=1,BOOT1=0,然后在按一下Reset键,才可以开始下载(好麻烦^v^)。
下载工具(mcuisp)的设置为如下图:
8 R+ U$ q+ K, V+ l; }1 c 1124009-20170406112854550-561850508.png
加载好生成的hex文件后,就可以点击"开始编程"了,等待一小会,就会看到下载完成,小灯闪烁了。
# c0 |1 B6 F3 D) y% J$ D' D. U: e
总结
通过控制led闪烁的学习,可以看出stm32的GPIO位操作不是很方便,或许做这种简单的事情大材小用了吧!本文是使用库函数操作GPIO,也可以通过直接操作相关的寄存器来实现,以后会学习一下如何通过寄存器的设置来控制led,以上内容是我初学STM32单片机的个人理解,有描述不恰当或者错误的地方,欢迎各位朋友指正.

5 I2 Y* A+ h( c' u4 M, \2 J9 g; H
( c0 A+ S  g" ?8 n+ Y$ Z0 X
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