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[嵌入式]STM32 F103之点亮LED流水灯 (STM32入门学习)

使用工具：

stm32f103C8T6
USB转串口
面包板
导线若干
LED3个

一、STM32初识

STM32，从字面上来理解，ST 是意法半导体，M 是 Microelectronics 的缩写，32 表示32 位，合起来理解，STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器。在如今的 32 位控制器当中，STM32 可以说是最璀璨的新星，它受宠若娇，大受工程师和市场的青睐，无芯能出其右。

STM32 属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如 USART、I2C、SPI 等，可接非常多的传感器，可以控制很多的设备。现实生活中，我们接触到的很多电器产品都有 STM32 的身影，比如智能手环，微型四轴飞行器，平衡车、移动 POST 机，智能电饭锅，3D 打印机等等。

STM32 有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有 Cortex-M0、M3、M4和 M7 这几种，每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。

单纯从学习的角度出发，可以选择 F1和 F4，F1代表了基础型，基于 Cortex-M3内核，主频为 72MHZ，F4 代表了高性能，基于 Cortex-M4 内核，主频 180M。本文则选择的F1下的stm32f103c8t6。

二、点灯

点亮LED灯，需要用到GPIO端口。

为了点亮LED灯，需要三个步骤：

打开GPIO口的时钟
初始化GPIO口（选择推挽输出）
设置低电平

1. 打开时钟

GPIO的地址：
时钟的地址：

在这里插入图片描述

即0x40021018，则打开三个IO口的时钟需要将三个位都置1：

#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)

// 打开时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<3);  // 打开 GPIOB 时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<4);  // 打开 GPIOC 时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<2);  // 打开 GPIOA 时钟

2. 初始化

GPIO口有八种模式：

输入浮空
输入上拉
输入下拉
模拟输入
开漏输出
推挽式输出
推挽式复用功能
开漏复用功能

这里使用推挽输出

在这里插入图片描述

端口1-7为低，端口8-15为高。每个引脚由四个位控制。
以GPIOB和0号引脚（B0）为例，将其设置为推挽输出，并设置最大速度为10MHz，则将控制B0的四个位设置为0001:
在这里插入图片描述

#define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010c00)

// 最后四位变为0001
GPIOB_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOB_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0

对于GPIOB的B0、GPIOC的C15、GPIOA的A0，设置如下：

#define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010C00)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

// 配置 GPIO 口为推免输出
// GPIOB----最后四位为0001
GPIOB_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOB_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0
// GPIOC----前四位为0001
GPIOC_CRH |= (1<<28);  //  第四位变1
GPIOC_CRH &= ~(0xE0000000);  // 前三位变0
// GPIOA----最后四位为0001
GPIOA_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOA_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0

3. 设置低电平

在这里插入图片描述

输出高电平则为1，低电平则为0

以GPIOB和0号引脚（B0）为例，将其设置为低电平:

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);  // 最后一位变0

对于GPIOB的B0、GPIOC的C15、GPIOA的A0，设置如下：

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)

GPIOB_ODR &= ~(1<<0);  //最后一位变为0
GPIOC_ODR &= ~(1<<15); //倒数16位变为0
GPIOA_ODR &= ~(1<<0);  //最后一位变为

三、创建项目

1. 新建项目

点击Project下的New uVision Project:
在这里插入图片描述

选择项目路径，填写文件名：
在这里插入图片描述

选择芯片：
在这里插入图片描述

右击文件夹，添加新文件:
在这里插入图片描述

选择.c，文件名为main：
在这里插入图片描述

关闭：
在这里插入图片描述

将所需要的启动文件复制到项目目录下(f103c8t6启动文件为startup_stm32f10x_md.s:
在这里插入图片描述

右击文件夹，选择Add Existing Files to Group Source Group 1(或双击文件夹):
在这里插入图片描述

选择All FIles，选择刚刚添加的启动文件，Add，Add之后Close：
在这里插入图片描述

打开魔术棒，如下图所示勾选Create HEX File:
在这里插入图片描述

在main.c中写入空的main函数：

int main(){

}

编译，发现报错：
在这里插入图片描述

原因：没有SystemInit函数
添加SystemInit函数：

void SystemInit(void);

int main(){
	
}


void SystemInit(){
	
}

此时编译，不报错:
在这里插入图片描述

2. 编写代码

在上一节分析的基础上，加上循环，那么需要延时函数:

void delay(unsigned long);

void delay(unsigned long count)
{
	while(count--);
}

则总代码为:


#define GPIOB_BASE 0x40010C00
#define GPIOC_BASE 0x40011000
#define GPIOA_BASE 0x40010800

#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)

#define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010C00)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
	


void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);

void Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}


int main(){
	// 开启时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<3); // 开启 GPIOB 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<4); // 开启 GPIOC 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<2); // 开启 GPIOA 时钟
	
	
	// 设置 GPIO 为推挽输出
	// 设置 GPIOB 最后四位为 0001 (B0)
	GPIOB_CRL |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	GPIOB_CRL &= ~(0xE);  // 倒数二、三、四位设置为0
	// 设置 GPIOC 前四位为 0001  (C15)
	GPIOC_CRH |= (1<<28); // 第四位设置为1
	GPIOC_CRH &= ~(0xE0000000);  // 前三位设置为0
	// 设置 GPIOA 最后四位为 0001 (A0)
	GPIOA_CRL |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	GPIOA_CRL &= ~(0xE);  // 倒数二、三、四位设置为0

	
	// 3个LED初始化为不亮（即高点位）
	GPIOB_ODR |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	GPIOC_ODR |= (1<<15); // 倒数第15位设置为1
	GPIOA_ODR |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	
	
	while(1){
		GPIOB_ODR &= ~(1<<0); // 点灯1
		Delay_ms(1000000);
		GPIOB_ODR |= (1<<0);  // 灭灯1
		Delay_ms(1000000);
		
		GPIOC_ODR &= ~(1<<15); // 点灯2
		Delay_ms(1000000);
		GPIOC_ODR |= (1<<15);  // 灭灯2
		Delay_ms(1000000);
		
		GPIOA_ODR &= ~(1<<0); // 点灯3
		Delay_ms(1000000);
		GPIOA_ODR |= (1<<0);  // 灭灯3
		Delay_ms(1000000);
		
	}
	
}


void SystemInit(){
	
}

四、连接电路

对于USB转TTL模块和stm32f103c8t6连接

GND — GND
3v3 — 3v3
TXD — A10
RXD — A9

在这里插入图片描述

总电路：

请添加图片描述

编译：
在这里插入图片描述

连接到电脑，打开mcuisp，上传HEX文件到stm32f103c8t6上：
在这里插入图片描述

开始编程：
在这里插入图片描述

成功实现流水灯:

请添加图片描述

五、汇编实现


RCC_APB2ENR EQU 0x40021018;配置RCC寄存器,时钟,0x40021018为时钟地址

GPIOB_BASE EQU 0x40010C00
GPIOC_BASE EQU 0x40011000
GPIOA_BASE EQU 0x40010800
	
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00
GPIOC_CRH EQU 0x40011004
GPIOA_CRL EQU 0x40010800
	
GPIOB_ODR EQU 0x40010C0C
GPIOC_ODR EQU 0x4001100C
GPIOA_ODR EQU 0x4001080C

Stack_Size EQU  0x00000400;栈的大小
	
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;NOINIT： = NO Init，不初始化。READWRITE : 可读，可写。ALIGN =3 : 2^3 对齐，即8字节对齐。
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp




                AREA    RESET, DATA, READONLY

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                    
                    
                AREA    |.text|, CODE, READONLY
                    
                THUMB
                REQUIRE8
                PRESERVE8
                    
                ENTRY
Reset_Handler 
				bl LED_Init;bl：带链接的跳转指令。当使用该指令跳转时，当前地址(PC)会自动送入LR寄存器
MainLoop        BL LED_ON_C
                BL Delay
                BL LED_OFF_C
                BL Delay
				BL LED_ON_A
                BL Delay
                BL LED_OFF_A
                BL Delay
				BL LED_ON_B
                BL Delay
                BL LED_OFF_B
                BL Delay
                
                B MainLoop;B:无条件跳转。
LED_Init;LED初始化
                PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR中的值放入堆栈
                ;控制时钟
                LDR R0,=RCC_APB2ENR;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
                ORR R0,R0,#0x1c
                LDR R1,=RCC_APB2ENR
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOA_CRL
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PA0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOB_CRL
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PB0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
				 ;初始化GPIOC
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                BIC R0,R0,#0x0fffffff
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                ORR R0,#0x01000000
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
                ;将PC15置1
                MOV R0,#0x8000
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC};将栈中之前存的R0，R1，LR的值返还给R0，R1，PC
LED_ON_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_B;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_B;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_C;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_C;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x0100
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}             
             
Delay
                PUSH {R0,R1, LR}
                
                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                MOVS R2,#0
                
DelayLoop0        
                ADDS R0,R0,#1

                CMP R0,#330
                BCC DelayLoop0
                
                MOVS R0,#0
                ADDS R1,R1,#1
                CMP R1,#330
                BCC DelayLoop0

                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                ADDS R2,R2,#1
                CMP R2,#15
                BCC DelayLoop0
                
                
                POP {R0,R1,PC}    
                NOP
				END