STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯
1.STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理
2.GPIO端口
3.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，轮流闪烁，间隔时长1秒。
4.总结
1.STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理
1.1stm32
从字面意义来看：ST：意法半导体，是一个公司的名字。
M：Microelectronics的缩写，表示微控制器
32：32bit的意思，表示这是一个32bit的微控制器。
STM32 属于一个微控制器，适用于控制类，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POS机，智能电饭锅，3D 打印机等等。
stm32是意法半导体（ST）集团生产的。意法半导体（ST）集团于1988年6月成立，是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月，SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司，是世界最大的半导体公司之一。推出的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?-M0，M0+，M3, M4和M7内核。其实一个芯片是由内核和外设构成的，ST公司是造芯片的，但用的是ARM公司的内核再加上自己的外设构成一个完整的STM芯片，所以用ST命名。
STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3[^1]。
该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。
芯片集成定时器Timer，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART等多种外设功能。
1.2寄存器
（1）寄存器：寄存器是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域，用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。其实寄存器就是一种常用的时序逻辑电路，但这种时序逻辑电路只包含存储电路。寄存器的存储电路是由锁存器或触发器构成的，因为一个锁存器或触发器能存储1位二进制数，所以由N个锁存器或触发器可以构成N位寄存器。寄存器是中央处理器内的组成部分。寄存器是有限存储容量的高速存储部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。
（2）寄存器的功能
寄存器最起码具备以下4种功能。
①清除数码：将寄存器里的原有数码清除。
②接收数码：在接收脉冲作用下，将外输入数码存入寄存器中。
③存储数码：在没有新的写入脉冲来之前，寄存器能保存原有数码不变。
④输出数码：在输出脉冲作用下，才通过电路输出数码。
仅具有以上功能的寄存器称为数码寄存器；有的寄存器还具有移位功能，称为移位寄存器。
1.3地址映射和寄存器映射原理
以STM32为例，操作硬件本质上就是操作寄存器。在存储器片上外设区域，四字节为一个单元，每个单元对应不同的功能。当我们控制这些单元时就可以驱动外设工作，我们可以找到每个单元的起始地址，然后通过C 语言指针的操作方式来访问这些单元。但若每次都是通过这种方式访问地址，不好记忆且易出错。这时我们可以根据每个单元功能的不同，以功能为名给这个内存单元取一个别名，这个别名实质上就是寄存器名字。给已分配好地址(通过存储器映射实现)的有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。
2.GPIO端口
2.1GPIO的工作模式
（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入 （应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电）
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 （浮空就是浮在半空，可以被其他物体拉上或者拉下，可以用于按键输入）
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入 （IO内部下拉电阻输入）
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入 （IO内部上拉电阻输入）
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行）
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 （推挽就是有推有拉电平都是确定的，不需要上拉和下拉，IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的 ）
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出（片内外设功能（I2C的SCL,SDA））
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 （片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS））
2.2GPIO端口初始化
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）
对于多个GPIO口的初始化如下：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步：使能GPIOA，GPIOE的时钟： RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
第二步：设置GPIOA,GPIOE参数：输出OR输入，工作模式，端口翻转速率
第三步：调用GPIOA口初始化函数，进行初始化。
第四步：调用GPIO-SetBits函数，进行相应为的置位。
?把第二、三、四步合并分别设置GPIOA和GPIOE
先设置GPIOA
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 第四个口，PA4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOA
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //输出高
再设置GPIOE
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; // 第三个口，PE3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOE
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3); //输出高
3.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，轮流闪烁，间隔时长1秒。
3.1创立工程文件，编写代码后编译生成hex文件
3.2代码
led.h
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
//LED端口定义
#define LED0 BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,6) // PB6输出
#define LED1 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,6) // PC6输出
#define LED2 BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,2) // PD2输出
void LED_Init(void); //初始化
#endif
led.c
#include "sys.h"
#include "led.h"
//初始化PB6、PC6和PD2为输出口，并使能这3个口的时钟
//LEDIO初始化
void LED_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能PORTB时钟
RCC->APB2ENR|=1<<4; //使能PORTC时钟
RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能PORTD时钟
GPIOB->CRL&=0XF0FFFFFF; //PB6清零
GPIOB->CRL|=0X03000000; //PB6推挽输出
GPIOB->ODR|=1<<6; //PB6输出高
GPIOC->CRL&=0XF0FFFFFF; //PC6清零
GPIOC->CRL|=0X03000000; //PC6推挽输出
GPIOC->ODR|=1<<6; //PC6输出高
GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF; //PD2清零
GPIOD->CRL|=0X00000300;//PD2推挽输出
GPIOD->ODR|=1<<2; //PD2输出高
}
test.c
#include "sys.h"
#include "led.h"
void delay(unsigned int i) //简单延时函数
{
unsigned char j;
unsigned char k;
for(;i>0;i--)
for(j=500; j>0; j--)
for(k =200; k>0; k--);
}
int main(void)
{
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
while(1)
{
LED0=0; //灯亮
LED1=1; //灯灭
LED2=1;
delay(20); //延时
LED0=1;
LED1=0;
LED2=1;
delay(20);
LED0=1;
LED1=1;
LED2=0;
delay(20);
}
}
3.3程序烧制结果
3.4汇编语言
AREA MYDATA, DATA
AREA MYCODE, CODE
ENTRY
EXPORT led
led
;使能A,B,C
ldr r0, =0x40021018
ldr r1, =0x0000001c
str r1, [r0]
;配置端口A4
ldr r0, =0x40010800
ldr r1, [r0]
bic r1, r1, #0x000f0000
orr r1, r1, #0x00010000
str r1, [r0]
;配置端口B5
ldr r0, =0x40010c00
ldr r1, [r0]
bic r1, r1, #0x00f00000
orr r1, r1, #0x00100000
str r1, [r0]
;配置端口C14
ldr r0, =0x40011004
ldr r1, [r0]
bic r1, r1, #0x0f000000
orr r1, r1, #0x01000000
str r1, [r0]
;初始为A4亮灯
ldr r0, =0x4001080c
ldr r1, =0x00000010
str r1, [r0]
ldr r0, =5000000;频率
ldr r1, =0
;循环亮灯
blink
add r1, r1, #1
cmp r1, r0
blt blink
;A4灭
ldr r1, =0x4001080c
ldr r2, [r1]
eor r2, r2, #0x00000010
str r2, [r1]
;B5亮
ldr r1, =0x40010c0c
ldr r2, [r1]
eor r2, r2, #0x00000020
str r2, [r1]
ldr r1, =0
blink1
add r1, r1, #1
cmp r1, r0
blt blink1
;B5灭
ldr r1, =0x40010c0c
ldr r2, [r1]
eor r2, r2, #0x00000020
str r2, [r1]
;C14亮
ldr r1, =0x4001100c
ldr r2, [r1]
eor r2, r2, #0x00004000
str r2, [r1]
ldr r1, =0
blink2
add r1, r1, #1
cmp r1, r0
blt blink2
;C14灭
ldr r1, =0x4001100c
ldr r2, [r1]
eor r2, r2, #0x00004000
str r2, [r1]
;A4亮
ldr r1, =0x4001080c
ldr r2, [r1]
eor r2, r2, #0x00000010
str r2, [r1]
ldr r1, =0
b blink
END
4.总结
这周的作业我花费了许多时间，但是也学到了非常多的知识，对于寄存器有了更为深刻的理解