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[嵌入式]STM32F103C8芯片流水灯实验

一、STM32F103C8T6简介

? ? ? ? STM32F103C8T6是一款由意法半导体公司(ST)推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器,硬件采用LQFP48封装,属于ST公司微控制器中的STM32系列。

二、初始化GPIO,点亮LED灯

? ? ? ? 外设的功能都是完全不同的,但初始化都是大同小异的。
点灯是所有学单片机的人都应该学会的第一项技能,这样子才算入门。

? ? ? ? 51单片机的点灯是,通过控制寄存器将片外引脚(我们称之为IO口)拉低拉高,输出高低电平,以控制LED亮灭。
其过程:单片机给指令->控制寄存器->给IO口电平->控制LED亮灭

? ? ? ? ?stm32的点灯则是,通过使能外设GPIO时钟,发出指令给外设GPIO,外设GPIO收到指令后,着手配置自己的寄存器,然后给IO口模式,让其实现各种功能。
其过程:CPU给指令->GPIO收到指令->配置内部寄存器->配置IO口模式(注意是模式)->控制LED亮灭。

三、以 STM32最小系统核心板(STM32F103C8T6)+面板板+3只红绿蓝LED 搭建电路,使用GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯(最高时钟2Mhz),轮流闪烁,间隔时长1秒。

正点原子openedv资料下载地址下载mini板的rct6资料,开发板的例程。

(一)建立工程模板

1.创建项目

2.选择芯片

?

?3.添加项目所需要的分组以及文件

?

?4.创建Groups名字,点击右边的Add Files…按钮添加相应的文件

?

?

?

?

?

5.配置Options for Target 'Target 1’?

点击Target,可以看到STM芯片为STM32F103C8,修改晶振频率值为8

点击Output,其中select folder for objects是选择生成的hex存放的目录,这里选择存放在建立的OBJ文件夹中,Create HEX File用于生成可执行代码文件(可以用编程器写入单片机芯片的 HEX 格式文件,文件的扩展名为.HEX)

接着点击C/C++选项,将其中的Define设置为USE_STDPERIPH_DRIVER,STM32F10X_MD,然后点击右下方的添加按钮添加Include Paths的路径

?

?

?(二)配置GPIO端口

? ?GPIO端口的初始化设置三步骤:

  • 时钟配置
  • 输入输出模式设置
  • 最大速率设置

1.配置时钟使能

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  //开启 GPIOB 端口时钟

2.初始化结构体

// @file    stm32f10x_gpio.h
typedef struct
{
  uint16_t GPIO_Pin;           /*!< 选择要配置的 GPIO 引脚 */

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;  /*!< 选择 GPIO 引脚的速率 */

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;    /*!< 选择 GPIO 引脚的工作模式 */
}GPIO_InitTypeDef;

3.配置输入输出模式

    GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  			//输出模式为通用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4 ;             		//选定输出端口为GPIO_Pin_4
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;				//输出速度为2M
	
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

(三)主要函数

1.led.h

#ifndef _LED_H
#define _LED_H

#include "stm32f10x.h"
void LED_R_TOGGLE(void);
void LED_G_TOGGLE(void);
void LED_Y_TOGGLE(void);
void LED_Init(void);
#endif

2.led.c

#include "led.h"
#include "delay.h"

void LED_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);  //打开外设GPIOB的时钟
	
	GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  			//输出模式为通用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4 ;             //选定端口为GPIO_Pin_4
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;				//输出速度为2M
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  			//输出模式为通用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10 ;             //选定端口为GPIO_Pin_1
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;				//输出速度为2M
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  			//输出模式为通用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14 ;             //选定端口为GPIO_Pin_14
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;				//输出速度为2M
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStruct);
}

void LED_R_TOGGLE(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
	delay_ms(500);
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);	
}
void LED_G_TOGGLE(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10);
	delay_ms(500);
	GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_10);
}
void LED_Y_TOGGLE(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_14);	
	delay_ms(500);
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_14);
}

3.delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H 			   
#include "sys.h"  
	 
void delay_init(void);
void delay_ms(u16 nms);
void delay_us(u32 nus);

#endif

4.delay.c

#include "delay.h"
// 	 
//如果需要使用OS,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h"					//ucos 使用	  
#endif 

static u8  fac_us=0;							//us延时倍乘数			   
static u16 fac_ms=0;							//ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数
	
	
#if SYSTEM_SUPPORT_OS							//如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS).
#ifdef 	OS_CRITICAL_METHOD						//OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII				
#define delay_osrunning		OSRunning			//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec	OS_TICKS_PER_SEC	//OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting 	OSIntNesting		//中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif

//支持UCOSIII
#ifdef 	CPU_CFG_CRITICAL_METHOD					//CPU_CFG_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSIII	
#define delay_osrunning		OSRunning			//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec	OSCfg_TickRate_Hz	//OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting 	OSIntNestingCtr		//中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif

//us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
void delay_osschedlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD   				//使用UCOSIII
	OS_ERR err; 
	OSSchedLock(&err);							//UCOSIII的方式,禁止调度,防止打断us延时
#else											//否则UCOSII
	OSSchedLock();								//UCOSII的方式,禁止调度,防止打断us延时
#endif
}

//us级延时时,恢复任务调度
void delay_osschedunlock(void)
{	
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD   				//使用UCOSIII
	OS_ERR err; 
	OSSchedUnlock(&err);						//UCOSIII的方式,恢复调度
#else											//否则UCOSII
	OSSchedUnlock();							//UCOSII的方式,恢复调度
#endif
}

//调用OS自带的延时函数延时
//ticks:延时的节拍数
void delay_ostimedly(u32 ticks)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD
	OS_ERR err; 
	OSTimeDly(ticks,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err);	//UCOSIII延时采用周期模式
#else
	OSTimeDly(ticks);							//UCOSII延时
#endif 
}
 
//systick中断服务函数,使用ucos时用到
void SysTick_Handler(void)
{	
	if(delay_osrunning==1)						//OS开始跑了,才执行正常的调度处理
	{
		OSIntEnter();							//进入中断
		OSTimeTick();       					//调用ucos的时钟服务程序               
		OSIntExit();       	 					//触发任务切换软中断
	}
}
#endif
		   
//初始化延迟函数
//当使用OS的时候,此函数会初始化OS的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟
void delay_init()
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS  							//如果需要支持OS.
	u32 reload;
#endif
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);	//选择外部时钟  HCLK/8
	fac_us=SystemCoreClock/8000000;				//为系统时钟的1/8  
#if SYSTEM_SUPPORT_OS  							//如果需要支持OS.
	reload=SystemCoreClock/8000000;				//每秒钟的计数次数 单位为M  
	reload*=1000000/delay_ostickspersec;		//根据delay_ostickspersec设定溢出时间
												//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右	
	fac_ms=1000/delay_ostickspersec;			//代表OS可以延时的最少单位	   

	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;   	//开启SYSTICK中断
	SysTick->LOAD=reload; 						//每1/delay_ostickspersec秒中断一次	
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;   	//开启SYSTICK    

#else
	fac_ms=(u16)fac_us*1000;					//非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数   
#endif
}								    

#if SYSTEM_SUPPORT_OS  							//如果需要支持OS.
//延时nus
//nus为要延时的us数.		    								   
void delay_us(u32 nus)
{		
	u32 ticks;
	u32 told,tnow,tcnt=0;
	u32 reload=SysTick->LOAD;					//LOAD的值	    	 
	ticks=nus*fac_us; 							//需要的节拍数	  		 
	tcnt=0;
	delay_osschedlock();						//阻止OS调度,防止打断us延时
	told=SysTick->VAL;        					//刚进入时的计数器值
	while(1)
	{
		tnow=SysTick->VAL;	
		if(tnow!=told)
		{	    
			if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;		//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
			else tcnt+=reload-tnow+told;	    
			told=tnow;
			if(tcnt>=ticks)break;				//时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
		}  
	};
	delay_osschedunlock();						//恢复OS调度									    
}
//延时nms
//nms:要延时的ms数
void delay_ms(u16 nms)
{	
	if(delay_osrunning&&delay_osintnesting==0)	//如果OS已经在跑了,并且不是在中断里面(中断里面不能任务调度)	    
	{		 
		if(nms>=fac_ms)							//延时的时间大于OS的最少时间周期 
		{ 
   			delay_ostimedly(nms/fac_ms);		//OS延时
		}
		nms%=fac_ms;							//OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时    
	}
	delay_us((u32)(nms*1000));					//普通方式延时  
}
#else //不用OS时
//延时nus
//nus为要延时的us数.		    								   
void delay_us(u32 nus)
{		
	u32 temp;	    	 
	SysTick->LOAD=nus*fac_us; 					//时间加载	  		 
	SysTick->VAL=0x00;        					//清空计数器
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;	//开始倒数	  
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));		//等待时间到达   
	SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;	//关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;      					 //清空计数器	 
}
//延时nms
//注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对72M条件下,nms<=1864 
void delay_ms(u16 nms)
{	 		  	  
	u32 temp;		   
	SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;				//时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
	SysTick->VAL =0x00;							//清空计数器
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;	//开始倒数  
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));		//等待时间到达   
	SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;	//关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;       					//清空计数器	  	    
} 
#endif 

5.main.c

#include  "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
int main(void)
{			  
	LED_Init();	
	delay_init();	                //使用系统滴答定时器、延时初始化
	
	while(1)						//循环亮起
	{
		LED_R_TOGGLE();
		delay_ms(500);				//红灯亮后延时1s
		LED_G_TOGGLE();
		delay_ms(500);				//绿灯亮后延时1s
		LED_Y_TOGGLE();
		delay_ms(500);				//黄灯亮后延时1s
	}
}

6.生成.HEX文件

?(四)搭建电路

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

?

?1.用串口下载程序

要使用串口得先在电脑中安装 USB 转串口驱动—CH340 版本

?

2.打开 mcuisp 软件,配置如下:
①搜索串口,设置波特率 115200(尽量不要设置的太高)
②选择要下载的HEX 文件
③校验、编程后执行
④DTR 低电平复位,RTS 高电平进入 bootloader
⑤开始编程,如果出现一直连接的情况,按一下开发板的复位键即可?

3.成功

?

?

(五)参考文献?

(18条消息) STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯_爱吃丫的博客-CSDN博客

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加:2021-10-21 12:20:51  更:2021-10-21 12:30:57 
 
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