STM32開發(fā)板(小苗板)資料系列之七——流水燈例程講解

1、STM32開發(fā)板(小苗板)資料系列之七流水燈例程講解來源：第九單片機論壇通過前面對小苗板資源的介紹、開發(fā)環(huán)境的說明以及如何下載程序，相信大家對小苗板如何使用已有了基本了解。先前所介紹的開發(fā)環(huán)境等內(nèi)容都是最最基礎(chǔ)的，也是重要并有用處的，這些基礎(chǔ)為后續(xù)學(xué)習(xí)如何利用STM32實現(xiàn)各種功能提供了必不可少的操作環(huán)境。在有了以上基礎(chǔ)后，我們可以使用開發(fā)板來實現(xiàn)一些功能，本章節(jié)就以最簡單的流水燈為例，實際結(jié)果的現(xiàn)象是開發(fā)板上四個顏色的流水燈輪流點亮。通過流水燈這個例程，會讓大家對STM32的庫有一個大體的了解，知道STM32I/O口是如何工作的。一STM32I/O口概述STM32的I/O口有很多種功能，因此

2、被稱為GPIO(General-purposeI/O)。GPIO又分為GPIOA、GPIOB、GPIOCGPIOG不同的組，每組端口分為015,共16個不同的引腳，對于不同型號的芯片，端口的組合引腳數(shù)量也不同，具體的需要參考相應(yīng)芯片型號的datasheet。小苗板使用的STM32芯片型號是STM32F103RBT6模擬輸入；輸入下拉；推挽輸出；開漏復(fù)用功能。STM32的I/O口可以由軟件配置成種模式：輸入浮空；輸入上拉；開漏輸出；推挽式復(fù)用功能每個I/O可以自由編程，單I/O口寄存器必須按32位字被訪問。STM32的很多I/O口都是5V兼容的，具體哪些I/O口是5V兼容的可以從芯片手冊引腳描述

3、章節(jié)查到，I/OLevel標FT的就是5V電平兼容的。STM32的每個I/O口都由七個寄存器來控制，分別是：32位端口配置低寄存器GPIOx_CRL；32位端口配置高寄存器GPIOx_CRH；32位端口輸入數(shù)據(jù)寄存器GPIOx_IDR；32位端口輸出數(shù)據(jù)寄存器GPIOx_ODR；32位端口位設(shè)置/清除寄存器GPIOx_BSRR；16位端口位清除寄存器GPIOx_BRR；32位端口配置鎖定寄存器GPIOx_LCKR。以上7個寄存器可以分為以下4類，其功能概括如下：配置寄存器：選定GPIO的特定功能，例如：選擇作為輸入還是輸出端口。數(shù)據(jù)寄存器：保存了GPIO的輸入電平或?qū)⒁敵龅碾娖健Ｎ豢刂萍拇嫫?/p>

4、：設(shè)置某引腳的數(shù)據(jù)為1或0，控制輸出的電平。鎖定寄存器：設(shè)置某鎖定引腳后，就不能修改其配置。詳細說明需要查看官方的datasheet。上述寄存器名稱上的標號x代表的是AE,表示這些寄存器也和GPIO樣，也是分組的。比如GPIOA對應(yīng)的配置寄存器為GPIOA_CRL和GPIOA_CRH，GPIOB對應(yīng)的配置寄存器為GPIOB_CRL和GPIOB_CRH，它們都有互不相干的一組寄存器。下面說明下寄存器的配置，以流水燈例程用到的三個寄存器CRL、CRH和BSRR為例，進行簡要說明。首先要知道，如果想要控制LED，則需要控制I/OSTM32的I/O口有多種功能，通過給寄存器CRL和CRH配置參數(shù)，來實

5、現(xiàn)我們需要的功能。一個I/O口有個16個引腳，CRL配置低8位引腳，CRH配置高8位引腳，一個CRL/CRH有32位，每四位控制一個引腳。小苗板的流水燈例程用到的端口是GPIOC的pin0、pin1、pin2、pin3，以GPI0C_CRL，pin1為例，如圖1、圖2所示：I出L2i.E3：r：cCCK監(jiān)口：A03E37：C：；03EJT0LZLC?：O：A03E0：I：C：J1rs13rrio331eJ9p0砒二址I出吐匚址L2i.N0DEl：r：0cktiej：o：AODEer：o：伽工1：0n二:工ACOEI7：C：3155賈芷313919ri飛適祁0乂寸寸釈寸寸寸寸1I憎輟厠叫:000

6、1_)5JaSGM(GblOXCKT)(x=VE)這四位控帀pin1每4位寄存器配置一個引腳圖1m：寸ji：je5J：3D=O-J?)(bOLjxs-GipiM)F0位和門6位扌制pin0狂；阿苦M1HL爭基l-R詞卜IRLS迪汕草國Rh圧呂哇由“j；厚曙狷謹即ODM礪護Do：弭舁吵刃CC/HJ士云三鶴唄境齊仲節(jié)脾戸/士討朋打吉疋鄴)旳蜜耳怖年53J：jeR：甥燔聲：IX陰匡入(A=DJEbDLfX陰晌p；3?12B2I5B2IIE2J0E2BB20B2AB2SB22B23B23&2TB20727FI?13II10d31G2IDIL生顯.扯出迫足生比.比.曲23KI-1FEET7PKTC-BK

7、1BK9BB2B&J3E2BE0njO333S；L詆記訊3j亂37薊H73二W苴WP000000000押砒樽:QXJO85衛(wèi)Wnft(eblOX_B3bb)(x=y-E)I圖3從上圖寄存器BSRR參數(shù)設(shè)置說明可知，一個引腳(y代表第幾個引腳)的輸出數(shù)據(jù)由GPI0 x_BSRR寄存器的2個位來控制分別是BRy(BitResety)和BSy(BitSety)，BRy位用于寫1清零，使引腳輸出低電平；BSy位用于寫1置1,使引腳輸出高電平。對這兩個位都寫1來控制，分別實現(xiàn)清零和置1，寫零是無效的。(小苗板的流水燈例程是使用BSRR寄存器的，也可以通過設(shè)置寄存器ODR來控制引腳。)舉例說明：如要控制x

8、端口的pinO引腳，使其輸出高電平，則對寄存器GPI0 x_BSRR的第0位(BS0)寫1；若使其輸出低電平，則對寄存器GPIOx_BSRR的第16位(BR0)寫1。二流水燈具體代碼分析上面詳細介紹了本例程使用到的寄存器該如何操作，讓大家對下面將要提到的代碼涉及到的參數(shù)配置不會感到陌生。關(guān)于代碼中涉及到的STM32的庫的和STM32的時鐘系統(tǒng)都會在這一部分說明。先來簡單說下STM32的庫，在51單片機的程序開發(fā)中，如果我們需要使用中斷、定時器等工作方式就得直接配置51單片機的寄存器。配置寄存器時，常常需要查看寄存器表，看看需要配置哪些位，是置1還是置0。這些工作對于51單片機來說還是比較簡單容

9、易的，但對于擁有豐富外設(shè)資源的STM32來說就會很復(fù)雜，所以ST公司針對STM32提供了STM32庫，在我們需要使用哪些外設(shè)時直接調(diào)用相應(yīng)的庫就可以，不需要我們自己去配置。下面開始分析流水燈的代碼Dm圖4是流水燈的電路圖：bC3bC3be!bCO圖4四個LED連接的是GPIOC的pinO、pinl、pin2、pin3,所以選擇的寄存器組標號為C。選擇GPIOC實現(xiàn)的功能，配置GPIOC_CRL的0到3引腳?？刂芁ED的亮滅，設(shè)置寄存器GPIOC_BSRR的值。用到的庫文件：startup_stm32fl0 x_md.sstm32f10 x_conf.hcore_cm3.ccore_cm3.hs

10、ystem_stm32f10 x.cstm32f10 x.hsystem_stm32f10 x.hstm32f10 x_gpio.hstm32f10 x_rcc.hstm32f10 x_gpio.cstm32f10 x_rcc.c用戶編寫的文件：main.cled.cled.hstm32f10 x_it.c需要的配置庫文件下面說一下用到的這些庫文件都是有什么作用的。startup_stm32f10 x_md.s是系統(tǒng)啟動文件，不同的的芯片型號對應(yīng)不同的文件。小苗開發(fā)板使用的芯片是STM32F103RBT6，所以使用startup_stm32fl0 x_md.s文件。如下圖所示。14KB即gqn

11、tT邙山揺口qx一山qfsHKB_2f9kfnb2fLU33|.Jox|qA|5IPKB_即gqnb即山務(wù)HoxpqA|sIPKB2H_即gqntT邙山msucix-qpIPKB2_邙gyntr邙山msucix-x岸13KB_5f9kfnb邙山？5UCixLuq513KB2耳枯一-即gqnb即山？5HCix舊它IPKB2_邙gqntT邙山總孔iox-pqscl：互聯(lián)型產(chǎn)品，stm32fl05/107系列vl：超值型產(chǎn)品，stm32fl00系列xl：超高密度產(chǎn)品，stm32fl01/103系列l(wèi)d：低密度產(chǎn)品,FLASH小于64kmd：中等密度產(chǎn)品，F(xiàn)LASH=64or128hd:高密度產(chǎn)品，F(xiàn)

12、LASH大于128stm32f10 x.h這個文件主要是把STM32的所有寄存器進行地址映射，如同51單片機reg52.h頭文件一樣。源文件core.c和頭文件core.h是為那些采用Cortex-M3核設(shè)計SOC的芯片商設(shè)計的芯片外設(shè)提供一個進入M3內(nèi)核的接口。這兩個文件在其他公司的M3系列芯片中也是相同的。system_stm32f10 x.c的功能是設(shè)置系統(tǒng)時鐘和總線時鐘。因為所有外設(shè)都需要時鐘，所以這個文件很關(guān)鍵。并且這個文件在實現(xiàn)系統(tǒng)時鐘時需要操作寄存器，寄存器都是以存儲器映射的方式來訪問的，所有該文件還包含stm32f10 x.h這個頭文件。因為流水燈實驗使用到I/O口和時鐘（每個

13、外設(shè)都要配置時鐘），所以我們需要在工程中添相應(yīng)的庫文件，它們分別為stm32f10 x_gpio.c和stm32f10 x_rcc.c文件（每個外設(shè)都會用的文件）。其中前者是用于操作I/O口，后者用于配置系統(tǒng)時鐘和外設(shè)時鐘。添加完這兩個文件后，還需添加與他們相對應(yīng)的頭文件stm32f10 x_gpio.h和stm32f10 x_rcc.h。每個外設(shè)庫都會有一個與stm32f10 xxx.c文件相對的stm32f10 xxx.h的頭文件。該頭文件包含了相應(yīng)外設(shè)的C語言函數(shù)實現(xiàn)的聲明，只有把頭文件一起包含到工程中才能使用這些外設(shè)庫。在庫中還有一個文件用來專門管理所有庫的頭文件，它是stm32f10

14、 x_conf.h。下面是該文件的源碼，其中沒有用到外設(shè)庫可以給注釋掉。jucyngsijjtbc卩“斗HT&卩丁&血&丁nuGfioua壬口匸piAICsuqaAaircji(sqq-oucoCHSISnuGfioua)*IjtgJnqsacmssJOXriiiqajjil*TncjngsapinaSTOXnarjz-pu*iweynqectki-iJll*ijtgynqsacmssJOX0葉卩“*TncjngsapinaSTOXaqTO卩“*iweynqeu卩“*ijtgynqsacmssJOXEGGJtl*TncjngsapinaSTOXbilEJTU*iweynqeii-iqa-JJl

15、L*ijtgynqsacmssJOXTSGPlltttucJnqsuaciW3SXTQXriI：iTO-Fbb*iweynqe二2應(yīng)匚罪*ijtgynqsacmssJOX工丁*TncjngsapinaSTOXSXfT-JTbb*iweynqe叩回心*ijtgynqsacmssJOX匚打二|日J.ll二盯Jtl*TncjngsapinaSTOX匚IhUJJU*iweynqeQECIJlL*ijtgynqsacmssJOXQGGJtl*TncjngsapinaSTOXC3ITJTU*iweynqePKbPLL#TUU丁盯叨日些文件3就可以工nlJGOW-IXJGITpCOMXJGITf卩匚TTiJ

16、Gpsyon匚口guzitgqTSijgbGETEiiJGEJdrT卩GqcrtjgTUQTnaTon工、牛工編匚丁nqG文首先把stm32fl0 x_it.c這個文件包含到USER目錄下，該文件提供了M3所有中斷函數(shù)的入口，默認情況下這些中斷服務(wù)程序為空，等到用的時候需要用戶自己編寫。然后在工程中新建led.c和led.h兩個文件保存到CODE文件夾下，并將led.c添加到工程中。led.c文件中的代碼如下：CblOTnifTAbEDSi廿TucinqsECCVbESbSEibTbBSbSEib卩QhlOC1EPlYBrE)牡冒dW凹皆舟B4畀以cbioiurcacEnGcnEG-olion

17、ogs=olionogsonet.t.-X舟克曰們煩耳丫破總徵用以O(shè)LIOinTfacEHGfnEE-QblOhTU=CLIObTU0IChIObin11QblOhTU3ICLIObTU3-“琛軽堡宙凹awe日聊以工工工工早工工工BA：裁*審詫社琛喪uipncsTansrrEDif-bcarED3-bCSrEDS-bCT腫甘壓煤：FEDT-bCO卻黑：朋鎮(zhèn)至簞回1ED耳甘尿：TGq-cGbI02sej?BTfa(QblOCQblOtO1CblOSSfBTCa(QblOCQblObTUS)CblOSSfBTCS(CblOCeblObTUT)、GbIO_aG-BTCa(QbI0CQbI0_bTU_

18、o)韜亞阻厲TEDU以GbIO_IUT-(QblOCGbIO_IUT-a-EnG-nEG)坦崔犀圉瓠粗舉爍島2以GbIO_IUT-a-EnG-nEG-QbIO_abGGq=QbIO_abGGq_20HHE在該文件中定義的函數(shù)LED_GPIO_Config()的功能是配置了點亮LED所需的條件。16行代碼，GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStrueture，這是使用庫定義了一個名為GPI0_InitStrueture的結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體類型為GPI0_InitTypeDef。GblC-initjh&DE_3bIOHoq-j/bDtGbIcF旦13BictBgg曠的&口&t3bic_

19、a&q仃丁GE.IO_bTnpAbcqe匚訂匚工rruGbI0_ID?HJtD6l郵皿I?GblcFEl寸NGhIObnjji1BGhIObnjj513ehIOLnJjjHehIOLnJjo10ehIOLnJ&GBIOLnrg-.8GBIOLnj丹0一酥飛:.QGhIOLnj5卑出長陳2GBIOEnr-+寸GBIOEnJ?GBIOEnJ5算出員陳為ChIObnjj算出員陳IChIObnjo:.0GhIObnjioucCbIOl(nIfpjtIg?CblOLP胞犀尋刪渝爆鼎晶閏obio晶累r岳宙毬蛀坯迪用一滋舞出逵心晶融。寶冊底崔上率申旳旺覃番導(dǎo)eBIO_LI口、TTa選擇完要使用的引腳后，在后

20、面會有一個函數(shù)把這些值進行處理，設(shè)置相應(yīng)的寄存器，就實現(xiàn)了對GPIO端口的配置。24行代碼，配置GPIO的引腳模式為推挽輸出，使用這個就不需要像先前那樣給寄存器每一位賦值了。GLIOIoqe-ODGLIOHoqeonri)bGLIOHoqeonroo出1輙卅GblCf用申P(guān)br一GblCf用申P(guān)bDGiIOI0-ii-LrOIIkCjypjtCbIO_7Ioc6直接向丄面代碼中力p樣寫就可以，不需要再位位賦I且。舉個例子，上面表格里的GPIO_Mode_Out_PP即為0 x10，參照前面所講的寄存器的配置就能夠明白了。四種輸出模式的主要使用場合推挽輸出：一般應(yīng)用在輸出高低電平場合，高電平為3

21、.3V,低電平為0V。開漏輸出：一般應(yīng)用在電平不匹配的場合，如需要5V高電平則需要外接上拉電阻。復(fù)用推挽輸出：如GPIO引腳用作串口的輸出，則使用復(fù)用推挽輸出。復(fù)用開漏輸出：如果用在IC、SMBUS這些需要線與功能的復(fù)用場合，就使用復(fù)用開漏模式。如何一種開漏模式，都需要接上拉電阻。27行代碼，是配置GPIO的速率。-:冬/1申-:肓呼-:EZI申31行代碼，使用到了一個初始化函數(shù)GPIO_Init()。先前涉及到的ST的庫文件以及各種各樣由ST庫定義的新類型都是為庫函數(shù)服務(wù)的。在我們應(yīng)用庫函數(shù)的時候，只需要知道它的功能及輸入?yún)?shù)的類型，允許的參數(shù)且就可以了，這些都可以通過查找?guī)斓膸椭臋n獲得。

22、如下圖所示。H2(m331：T0X_flb!OCJA3nl/IOUG姿畫卑：C0U|.ianL9fl0UIU|.0LLU3fl0UJ.OLfp62bSCIJ.ISqGbIOb6LlbpSL9|CblO-iuii-nq:1:boiu匸gl匸3eblO-IulAb6D6|.afLncfnks匸pafcoujzgiuafpsCbIOXb：MpSLGXC9Upe(VG)匚26|6CfQblOb6Llbp6L3|礬暮：iCbIO_IU!l：lAb6D6t*CbIO_IU!l：enq:AOiqebIO_IU!l：(CblO-lAbeoet*CbIOXb這個函數(shù)有個輸入?yún)?shù),分別為GPIO_TypeDef和

23、GPI0_InitTypeDef型指針。它的允許值為GPI0A.GPI0G，和GPIO_InitTypeDef型指針變量。在使用時，如led.c的31行。括號內(nèi)的第一個參數(shù)，表示是要對GPI0C端口進行初始化。初始化的配置以第二個參數(shù)GPI0_InitStructure結(jié)構(gòu)體的成員值為準。這個結(jié)構(gòu)體的成員，在調(diào)用初始化函數(shù)前已經(jīng)對其參數(shù)進行配置。即代碼的22、24、27行。在調(diào)用初始化函數(shù)后，GPIOC的pin0、pinl、pin2、pin3就被配置成最高頻為50MHz的推挽輸出模式。該函數(shù)內(nèi)部實現(xiàn)了把參數(shù)按照一定規(guī)則轉(zhuǎn)化并寫入寄存器，實現(xiàn)GPI0端口的功能。19行代碼，開啟外設(shè)時鐘。在對GP

24、IO初始化前還要記住，必須開啟外設(shè)時鐘！在開啟外設(shè)時鐘之前，首先要配置好系統(tǒng)時鐘SYSCLK，配置系統(tǒng)時鐘要設(shè)置一系列的時鐘來源、倍頻、分頻等控制參數(shù)，這些工作由Systemlnit()庫函數(shù)完成。外設(shè)時鐘默認是處在關(guān)閉狀態(tài)，所以外設(shè)時鐘一般會在初始化外設(shè)的時候設(shè)置為開啟。開啟和關(guān)閉外設(shè)時鐘也有封裝好的庫函數(shù)RCC_APB2PeriphClockCmd()。在代碼的第19行調(diào)用了該函數(shù)。查看其幫組手冊如下圖。S2|：m33U0 x_LCCCTO黃旦否貳|/OUG蔓回國：EnverEolDiavprE1l/IGMefgfs1:U6M己匸9f6oj.匸|jgabscij-isqb6LibpsL9|

25、qciqc丄PEbaLaiJUGfGLcaups:CCVbBSbGLibplIWTT_yCCVbBSbSLibpUHa1yCC-VbBSbGLibp-iiHJO1CCVbBSbGLibplIHTP1KCC7VbB5b6LibHkJJi1CCVbBSbGLibpVDCaCCTVbBSbGLibnwJ21yCCVbBSbSLibpHHB1yCCVbBSbSLibpnSVKU1CCVbBSbGLibplIHT1CCbBSbGLibpsblT1CCVbBSbGLibpVDClCCbB5b6LibpDC5yCCVbBSbGLibpGblOL1lCCJ/bB5bGLibpjablOG1CCVbBSbGLi

26、bpGblOD1CCVbBSbGLibpGblOE1CCVbBSbGLibpGblOB匚一燈匕日忑業(yè)一Qhioc：yCC-VbBSbGLibp-vtlO1yCC_VbBSbSL!bp_GbIOC9Upe3UAC0LJUpiU9fl0U0匸|JG.O|OMIUaA9|nsa：KCC-tfbPSbGLpP12bGCi|.iG2qjmvbE?3bGLibpGL9|foaafeaifau|Ciu(一0b!ou嶷a、寸:旦運怎。1/I0U6姿回回couupiuafiouoj.GbIO-biu-Mpsksxcaups(J2)CblO-bjUb：2bGCI|.IG2qJGboi-l：pifafOpeMLIf

27、lZGU丄PQb9L9LJUGfGLC9UpG9UACblOX：MpGLGXC9Upe(VG)fO2G|GC|：fGQblObGLlbpGL9|尋郢：n!UTp_(GbIO_b!UAOiqebIO_KG2G(B!(s(CblQ-lAbGDG*GbIOXb引腳清零函數(shù)需要輸入的參數(shù)有兩個，第一個為將要控制的GPIO的端口，GPIOAGPIOG,第二個為要控制的引腳號，pinOpinl5。在led.c文件中最后四行調(diào)用了置1函數(shù)，讓這幾個引腳輸出高電平，使LED初始化后處于熄滅狀態(tài)。led.h文件該文件中的內(nèi)容并不多，把它獨立成一個頭文件，方便以后擴展或移植使用。在寫頭文件時加上上圖中所示代碼，這

28、樣可以防止頭文件重復(fù)包含，使得工程兼容性更好。在led.h頭文件的步伐，包含了前面提到的很重要的ST庫必備頭文件stm32f10 x.h，有了該文件我們才可以使用各種庫定義，庫函數(shù)。最后在第6行聲明了我們在led.c源文件定義Config函數(shù)。所以，我們要使用led.c文件定函數(shù)時，只要把led.h包含到調(diào)用的函數(shù)的文件中就可以了。main文件寫好了led.c和led.h兩個文件，控制LED燈的驅(qū)動程序就全部完成了，接下來，可以利用寫好的驅(qū)動文件，在main文件中編寫應(yīng)用程序了main文件中的內(nèi)容如下。DGTsA()：_GbI02aGfBTfa(GhlOCGhlObina)-QblOaefBTfa(CBIOC1ChlObT35eblOaeBTfS(CblOC1CblObT11GbIO_aGfBTfa(GhlOCGhlO-bliJ-o)rEDT7rEDS7rED37EDtJ爲坐MPT丁呂(T)rEDQblOContra()舉爍ED踹以TUfIJJ3TI