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:
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
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
:
#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
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
:
选择项目路径,填写文件名:
选择芯片:
右击文件夹,添加新文件:
选择.c
,文件名为main
:
关闭:
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
:
右击文件夹,选择Add Existing Files to Group Source Group 1
(或双击文件夹):
选择All FIles
,选择刚刚添加的启动文件,Add
,Add
之后Close
:
打开魔术棒,如下图所示勾选Create HEX File
:
在main.c
中写入空的main函数:
int main(){
}
编译,发现报错:
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:
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_ms( volatile unsigned int t)
{
unsigned int i;
while(t--)
for (i=0;i<800;i++);
}
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
总电路:
编译:
连接到电脑,打开mcuisp
,上传HEX文件
到stm32f103c8t6
上:
开始编程:
成功实现流水灯:
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
五、总结
总的来说,刚开始学习stm32
还是有点困难,需要多加练习。
参考
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