物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù) 第2版 課件 知識(shí)點(diǎn) 1-3實(shí)現(xiàn)流水燈

引導(dǎo)案例國(guó)慶節(jié)燈展做題啦課前互動(dòng)題1：GPIO的工作模式都有哪些？GPIO_MODE_INPUT：輸入模式GPIO_MODE_OUTPUT_PP：推挽輸出模式GPIO_MODE_OUTPUT_OD：開(kāi)漏輸出模式GPIO_MODE_AF_PP：推挽復(fù)用模式GPIO_MODE_AF_OD：開(kāi)漏復(fù)用模式GPIO_MODE_AF_INPUT：復(fù)用輸入模式GPIO_MODE_ANALOG：模擬量輸入模式任務(wù)發(fā)布課外拓展任務(wù)小結(jié)沖關(guān)學(xué)習(xí)01020304目錄任務(wù)發(fā)布任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布國(guó)慶期間，你收到一份客戶的訂單，要求制作一批流水燈作為裝飾。你已完成亮一盞LED燈的操作，接下來(lái)要完成實(shí)現(xiàn)流水燈操作，你的具體任務(wù)如下：正確完成工程的建立、配置與代碼的完善；正確下載程序到開(kāi)發(fā)板，并驗(yàn)證效果;能夠使用不同的程序代碼實(shí)現(xiàn)不同流水燈的效果。1任務(wù)描述任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布2制定職業(yè)能力目標(biāo)能夠依據(jù)要求進(jìn)行正確的選型；能夠依據(jù)MCU的GPIO驅(qū)動(dòng)技術(shù)，正確使用HAL庫(kù)函數(shù)控制端口輸出；能夠正確運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成流水燈的效果；能夠樹(shù)立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，注重知識(shí)的積累任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布3重點(diǎn)分析01Cortex-M3GPIO引腳的使用；02HAL庫(kù)函數(shù)的使用方法。任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布02STM32F1定時(shí)器CR14難點(diǎn)分析01HAL庫(kù)函數(shù)的使用方法。沖關(guān)學(xué)習(xí)3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)1設(shè)備選型1設(shè)備選型1設(shè)備選型STM32F103VET6沖關(guān)啦闖關(guān)題目題1：回憶一下發(fā)光二極管為什么要串一個(gè)電阻？發(fā)光二極管一般的電流在20MA以內(nèi)，加穩(wěn)流電阻可以防止電流變化太大導(dǎo)致二極管燒毀，指示發(fā)光二極管屬于電流型器件，實(shí)際工作時(shí)管壓降為2V左右，電流為10MA，一般我們選擇電阻的阻值是1K，這是經(jīng)驗(yàn)值。3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)流水燈電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算12GPIO引腳定義HAL庫(kù)延時(shí)函數(shù)342知識(shí)儲(chǔ)備1、流水燈是若干個(gè)燈泡依次點(diǎn)亮，視覺(jué)上感覺(jué)到燈光在流動(dòng)就叫做流水燈。2、它是由無(wú)數(shù)個(gè)LED燈組成的，而LED就是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，它有個(gè)特性:就是它只允許電流單一方向流過(guò)。如果讓LED燈亮起來(lái)，他需要連接一個(gè)高電平和一個(gè)低電平,當(dāng)它遇到低電平時(shí)它會(huì)亮起來(lái)而遇到高電平它就會(huì)熄滅。由于他只能單方向流過(guò)電流，所以也就會(huì)一亮一暗。流水燈電路設(shè)計(jì)1流水燈電路設(shè)計(jì)1Px7-LED1，Px6-LED2，Px5-LED3，Px4-LED4，Px3-LED5，Px2-LED6，Px1-LED7，Px0-LED8流水燈電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算12GPIO引腳定義HAL庫(kù)延時(shí)函數(shù)342知識(shí)儲(chǔ)備單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2邏輯運(yùn)算符種類(lèi)：邏輯非!邏輯與&&邏輯或||ab!a!ba&&ba||b真假真假假假真真真假假假假假真真假假真真真假真真邏輯運(yùn)算真值表C語(yǔ)言中運(yùn)算量:

0表示“假”非0表示“真”運(yùn)算結(jié)果:0表示“假”

1表示“真”單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2邏輯運(yùn)算符短路特性：邏輯表達(dá)式求解時(shí)，并非所有的邏輯運(yùn)算符都被執(zhí)行，只是在必須執(zhí)行下一個(gè)邏輯運(yùn)算符才能求出表達(dá)式的解時(shí)，才執(zhí)行該運(yùn)算符例a&&b&&c例a||b||c例：a=1;b=2;c=3;d=4;m=1;n=1;(m=a>b)&&(n=c>d)只在a為真時(shí)，才判別b的值；a為假則退出；b為假也退出，只在b為真時(shí)，才判斷c的值

只在a、b都為真時(shí)，才判別c的值//結(jié)果m=0,n=1,整個(gè)表達(dá)式值為0“a>b”的值為0m=0這個(gè)表達(dá)式?jīng)]有被執(zhí)行，“n=c<d”不執(zhí)行

n=1單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之按位與參與運(yùn)算的量，如果相對(duì)應(yīng)的兩位都為1，則該位的結(jié)果值為1，否則為0，即：a0001001000110100

&b0000000011111111c0000000000110100

按位與常用于將某個(gè)運(yùn)算量的某些位清0或提取某些位的值，如本例中，將變量的高8位清0，同時(shí)保留或提取低8位的值，可用一個(gè)高8位為0，低8位為1的值0x00ff和它進(jìn)行按位與。單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之按位或

參與運(yùn)算的量，如果相對(duì)應(yīng)的兩位都為0，則該位的結(jié)果值為0，否則為1，即：a0001001000110100

|b0000000011111111

c0001001011111111按位或常用于將某個(gè)運(yùn)算量的某些位置1，如本例中將變量的低8位置1，高8位不變，可用一個(gè)高8位為0，低8位為1的值0x00ff和它進(jìn)行按位或。單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之按位異或參與運(yùn)算的量，如果相對(duì)應(yīng)的兩位相異，則該位的結(jié)果為1，否則為0，即：

a0001001000110100∧b0000000011111111c0001001011001011按位異或有“與1異或”該位翻轉(zhuǎn)，“與0異或”該位不變的規(guī)律。如本例中用0x00ff進(jìn)行按位異或，使變量a的低8位翻轉(zhuǎn)，高8位不變。單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之按位取反將參與運(yùn)算量的相對(duì)應(yīng)位的值取反，即1變0，0變1。

～a0001001000110100c1110110111001011單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之按位左移按位左移是將一個(gè)運(yùn)算量的各位依次左移若干位，低位補(bǔ)0，高位舍棄不要。假設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，變量a的值為16，將a左移二位，即a=a<<2：左移前00010000左移后01000000由此看出，左移一位相當(dāng)于該數(shù)乘2，左移二位相當(dāng)于乘4，即22，但這要以該數(shù)左移之后不“溢出”為前提。所謂“溢出”指該數(shù)已超過(guò)機(jī)器字長(zhǎng)所能容納的范圍，如該例若繼續(xù)左移二位，該數(shù)為16×24=256，超出了字長(zhǎng)8位的表示范圍（255），即產(chǎn)生了溢出。單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之按位右移按位右移是將一個(gè)運(yùn)算量的各位依次右移若干位，低位被移出，高位對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)補(bǔ)0，對(duì)有符號(hào)數(shù)要按最高符號(hào)位自身填補(bǔ)。右移一位相當(dāng)于該數(shù)除以2，但有可能帶來(lái)誤差。假設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，變量a值為15，將a右移二位，即a=a>>2：右移前00001111右移后00000011如果a是帶符號(hào)的負(fù)數(shù)，a=-16，存放在機(jī)器中的補(bǔ)碼為11110000，則a=a>>2，值為-4。右移前11110000

右移后11111100單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算2位運(yùn)算符之無(wú)符號(hào)按位右移無(wú)符號(hào)右移運(yùn)算符用“>>>”（三個(gè)大于號(hào)）表示。它會(huì)將數(shù)值的所有位向右移動(dòng)指定的位數(shù)，左方空缺的位用0補(bǔ)充。如a為0001001000110100將其按無(wú)符號(hào)右移2位，則a=a>>>2結(jié)果為0000010010001101流水燈電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算12GPIO引腳定義HAL庫(kù)延時(shí)函數(shù)342知識(shí)儲(chǔ)備GPIO引腳定義3引腳的寫(xiě)法在“stm32f1xx_hal_gpio.h”中PE6用GPIO_PIN_6表示GPIO引腳定義3

如果在STM32CubeMX中定義了PE6的UserLable為L(zhǎng)ED2，則main.h中生成了LED1引腳的宏定義。PE6也可以用LED2_Pin表示流水燈電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與位運(yùn)算12GPIO引腳定義HAL庫(kù)延時(shí)函數(shù)342知識(shí)儲(chǔ)備HAL庫(kù)延時(shí)函數(shù)4函數(shù)原型voidHAL_Delay(uint32_tDelay)功能描述ms延時(shí)入口參數(shù)Delay：延時(shí)時(shí)間返回值無(wú)注意事項(xiàng)需要用戶自己調(diào)用沖關(guān)啦闖關(guān)題目題1：請(qǐng)說(shuō)出邏輯運(yùn)算符和位運(yùn)算符都有哪些？表示的含義說(shuō)一下？邏輯運(yùn)算符種類(lèi)：邏輯非!邏輯與&&邏輯或||邏輯非就是原來(lái)為真就為假，原來(lái)為假就為真，邏輯與，就是兩端都為真才為真，兩端都為假才為假，邏輯或就是有一個(gè)為真就為真，都為假才為假闖關(guān)題目題1：請(qǐng)說(shuō)出邏輯運(yùn)算符和位運(yùn)算符都有哪些？表示的含義說(shuō)一下？位運(yùn)算符有&|^~>><<>>>按位與常用于將某個(gè)運(yùn)算量的某些位清0或提取某些位的值按位或常用于將某個(gè)運(yùn)算量的某些位置1按位異或有“與1異或”該位翻轉(zhuǎn)，“與0異或”該位不變的規(guī)律按位取反將參與運(yùn)算量的相對(duì)應(yīng)位的值取反，即1變0，0變1。按位左移，左移一位相當(dāng)于該數(shù)乘2按位右移，右移一位相當(dāng)于該數(shù)除以2無(wú)符號(hào)右移，它會(huì)將數(shù)值的所有位向右移動(dòng)指定的位數(shù)，左方空缺的位用0補(bǔ)充。3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)請(qǐng)參照任務(wù)工單完成相關(guān)內(nèi)容3熟悉工單步驟1：步驟1：在STM32CubeMX中建立工程、進(jìn)行相關(guān)配置并生成代碼步驟2：

在KeiluVision5中完善代碼步驟3：編譯程序步驟4：燒寫(xiě)程序步驟5：觀察效果3熟悉工單沖關(guān)啦闖關(guān)題目

題1：請(qǐng)描述完成實(shí)現(xiàn)流水燈的操作步驟（1）在STM32CubeMX中建立工程、進(jìn)行相關(guān)配置并生成代碼（2）在KeiluVision5中完善代碼（3）編譯、燒寫(xiě)、觀察效果3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)請(qǐng)參照任務(wù)工單完成實(shí)現(xiàn)流水燈的操作請(qǐng)觀看任務(wù)實(shí)施視頻4任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)（一）Cortex-M3GPIO引腳的使用任務(wù)小結(jié)voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,GPIO_PinStatePinState);引腳端口號(hào)引腳號(hào)LEDx_GPIO_PortGPIOxLEDx_PinGPIO_PIN_x（二）HAL庫(kù)常用函數(shù)語(yǔ)法任務(wù)小結(jié)函數(shù)原型