【经验分享】STM32开发，定时器和状态机实现不一样的跑马灯

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STMCU小助手发布时间：2022-5-5 17:23

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文章简介:	STM32开发，定时器和状态机实现不一样的跑马灯

1 概述
1.1 资源概述
开发板：正点原子STM32F103 Nano开发板
CUBEMX版本：1.3.0
MDK版本：5.23
主控芯片型号：STM32F103RBT6

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1.2 代码移植
移植armfly安富莱的代码，代码名称为《V4-001_不一样的流水灯（软件定时器、状态机）（V1.0）》，开发板的主控芯片为STM32F103ZE，均属于M3内核芯片，但是ZE的外设资源多很多，总共144个引脚。但是很可惜，他们的开发板基本没有视频教程，不太方便新人学习。但是代码写的是真的好。非常规范和工整。选择这个程序进行移植时由于都是103芯片，时钟相同，外部晶振也是相同的。程序也相对比较简单。

Z(295(080XPF)06IL3UL7[H.png

1.3 实现功能
这个流水灯程序实现功能如下：
（1）上电时，LED1点亮，闪烁3次，闪烁频率为精确的1Hz。 — 状态0 （持续3秒）。
（2）依次点亮4个LED中的一个, 实现流水灯的效果。— 状态1 （持续5秒）。
（3）依次熄灭4个LED中的一个，实现第2种流水灯效果。 — 状态2 （持续5秒）。
（4）（状态0）–>（状态1）–>（状态2 ））–>（状态1）–>（状态2 ）…
这个例子应用1个systick中断实现几个软件定时器，用来控制LED指示灯的闪烁时间。主程序采用了状态机编程方法。

2 软件实现
2.1工程修改
1，修改.s启动文件为startup_stm32f10x_md.s。

2，修改器件为STM32F103RB。
J`UNW1XV[54F`S[FAMY)1{2.png

3，确认内存容量，当从大容量芯片变更为小容量芯片时，如果程序很大，则需要精简程序。

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4，修改Define，这里为MD，而不是HD，这里时全局宏定义。

`{P{TGF`$UT1WN2SA6FR3W0.png

5，修改下载器类型，这里选择STLINK

GGR06M%KL9FKNVB{S$)XVRE.png

6，进入下载器设置，确认是否是中等容量flash

@DO4[A8E}@CZGV1($QCF))5.png

7，修改代码外设，不仅仅时GPIO，还有定时器，通讯等，都要改为和目标板对应。如果时跨平台还要修改时钟等。安富莱对应LED灯部分原理图。

JHZX71M(Q(}R0@SDYID%C{7.png

安富莱对应程序代码，安富莱将硬件驱动整合成bsp文件，并在bsp文件下细分硬件分支。

E@965R7}EG`{OX1ENM80H8G.png

按照Nano开发板，改为如下

3H1)RSX9T694II$Z62]UII3.png

8，删除多余外设资源。STM32F103RB只有四个定时器，没有TIM５，删除。

9，编译下载,建议改代码时,改一块编译一次,否则错误太多不好查找原因更改。

UMJDHD}JG5II5`%}7`I~P]I.png

2.2 main函数代码
代码非常规整，注释也很到位，非常值得我们学习。在后续研究中，我依据相关的状态机知识，重新改写了状态机部分的函数，定了了状态和事件两个枚举变量，并定义了对应的二维数组，使事件和状态对应起来。另外原来的代码，使用BEEP作为错误处理函数，但是在初始化中并未对BEEP进行声明，因此增加了BEEP的相关初始化，并在第一个状态中，将BEEP的状态与LED1的状态保持相同，实现相同的翻转功能。状态机的状态切换有点类似于RTOS系统中的任务切换，在此代码中，也采用了类似RTOS的时间片的概念，当事件到达时，退出当前的状态，切换到下一个状态。

#include "bsp.h" /* 底层硬件驱动 */
/* 定义例程名和例程发布日期 */
#define EXAMPLE_NAME "V4-001_不一样的跑马灯（软件定时器、状态机）"
#define EXAMPLE_DATE "2015-08-30"
#define DEMO_VER "1.0"
static void status_0(void);
static void status_1(void);
static void status_2(void);
#define MAX_STATUS 3
#define MAX_EVENT 3
enum status_led//定义状态
{
status0 = 0,
status1,
status2
};
enum event_led//定义事件
{
switch0 = 0,
switch1,
switch2
};
int led_flow[MAX_STATUS][MAX_EVENT] = //状态机的二维数组，当前事件+触发事件=下一个状态
{
[status0][switch0] = status1,
[status1][switch1] = status2,
[status2][switch2] = status1,
};
int led_next_status(int status,int switchled) //转态转移函数
{
return led_flow[status][switchled];
}
int main(void)
{
int next_status = status0; //初始状态
int event = switch0; /* 初始事件 */
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
/* 状态机大循环 */
while (1)
{
switch (next_status)
{
case status0: /* 上电执行一次。LED1闪烁3次，每次间隔1秒。3次后状态机返回。*/
status_0();
event = switch0; /* 触发新的事件0 */
break;
case status1: /* LED1 - LED8 依次流水显示。每次点亮1个LED。状态持续5秒后返回。 */
status_1();
event = switch1; /* 触发新的事件1 */
break;
case status2:
status_2(); /* LED1 - LED8 依次流水显示。每次点亮3个LED, 熄灭1个。状态持续5秒后返回。*/
event = switch2; /* 触发新的事件2 */
break;
}
next_status = led_next_status(next_status,event);//状态转移
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: status_0
* 功能说明: 状态0 上电执行一次。LED1闪烁3次，每次间隔1秒。3次后状态机返回。
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void status_0(void)
{
/* 关闭LED */
bsp_LedOff(1);
bsp_LedOff(2);
bsp_LedOff(3);
bsp_LedOff(4);
bsp_LedOff(5);
bsp_LedOff(6);
bsp_LedOff(7);
bsp_LedOff(8);
/* 点亮 LED1 */
bsp_LedOn(1);
bsp_BeepOn();
bsp_StartTimer(0, 3000); /* 定时器0是3000ms 单次定时器 */
bsp_StartAutoTimer(1, 500); /* 定时器1是500ms 自动重装定时器, 控制LED1按1Hz频率翻转闪烁 */
while (1)
{
bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */
/* 这个地方可以插入其他任务 */
/* bsp_CheckTimer()检查定时器1时间是否到。函数形参表示软件定时器的ID, 值域0 - 3 */
if (bsp_CheckTimer(1))
{
bsp_LedToggle(1); /* 间隔500ms 翻转一次 LED1 */
bsp_BeepToggle(); /* 间隔500ms 响一次BEEP */
}
/* 检查定时器0时间是否到 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 3秒定时到后退出本状态 */
break;
}
}
/* 任务结束时，应该关闭定时器，因为他们会占用后台的资源 */
//bsp_StopTimer(0); 单次定时器如果超时到过一次后，可以不必关闭
bsp_StopTimer(1);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: status_1
* 功能说明: 状态1。 LED1 - LED4 依次流水显示。每次点亮1个LED。状态持续5秒后返回。
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void status_1(void)
{
uint8_t led_no = 1; /* LED指示灯序号 1-4 */
bsp_StartTimer(0, 5000); /* 定时器0是5000ms 单次定时器 */
bsp_StartAutoTimer(1, 200); /* 定时器1是500ms 自动重装定时器, 控制LED1按1Hz频率翻转闪烁 */
bsp_LedOn(1);
led_no = 1;
while (1)
{
bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */
/* 这个地方可以插入其他任务 */
/* 检查定时器0时间是否到 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
break;
}
if (bsp_CheckTimer(1)) /* 检查自动定时器2，间隔200ms翻转一次LED1 */
{
/* 先关闭所有的LED，然后在打开其中一个 */
bsp_LedOff(1);
bsp_LedOff(2);
bsp_LedOff(3);
bsp_LedOff(4);
bsp_LedOff(5);
bsp_LedOff(6);
bsp_LedOff(7);
bsp_LedOff(8);
bsp_BeepOff();
if (++led_no == 9)
{
led_no = 1;
}
bsp_LedOn(led_no); /* 点亮其中一个LED */
}
}
/* 任务结束时，应该关闭定时器，因为他们会占用后台的资源 */
//bsp_StopTimer(0); 单次定时器如果超时到过一次后，可以不必关闭
bsp_StopTimer(1);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: status_2
* 功能说明: 状态2. LED1 - LED4 依次流水显示。每次点亮3个LED, 熄灭1个。状态持续5秒后返回。
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void status_2(void)
{
uint8_t led_no = 1; /* LED指示灯序号 1-4 */
bsp_StartTimer(0, 5000); /* 定时器0是5000ms 单次定时器 */
bsp_StartAutoTimer(1, 200); /* 定时器1是500ms 自动重装定时器, 控制LED1按1Hz频率翻转闪烁 */
bsp_LedOn(1);
led_no = 1;
while (1)
{
bsp_Idle(); /* CPU空闲时执行的函数，在 bsp.c */
/* 这个地方可以插入其他任务 */
/* 检查定时器0时间是否到 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
break;
}
if (bsp_CheckTimer(1)) /* 检查自动定时器2，间隔200ms翻转一次LED1 */
{
/* 先打开所有的LED，然后在关闭其中一个 */
bsp_LedOn(1);
bsp_LedOn(2);
bsp_LedOn(3);
bsp_LedOn(4);
bsp_LedOn(5);
bsp_LedOn(6);
bsp_LedOn(7);
bsp_LedOn(8);
bsp_BeepOff();
if (++led_no == 9)
{
led_no = 1;
}
bsp_LedOff(led_no); /* 点亮其中一个LED */
}
}
/* 任务结束时，应该关闭定时器，因为他们会占用后台的资源 */
//bsp_StopTimer(0); 单次定时器如果超时过一次后，可以不必执行stop函数
bsp_StopTimer(1);
}