1.stm32之LED灯控制

2019-04-13 14:31发布

接触嵌入式半年以来学习地非常零碎,没有一个系统的知识体系,因此决定进行一个系统的学习并做记录,如果有错误希望各位指出,不胜感激。
我使用的单片机系统的芯片为STM32f103zet6,这是一款144引脚的芯片,集成了STM32系列芯片的较多功能,适合用于学习。

嵌入式的知识结构

1.计算机硬件基础

编程语言
计算机组成原理
数据库

2.系统硬件层

数/模电路
嵌入式平台:ARM、DSP、FPGA
原理图及PCB设计

3.硬件抽象层

通用设备接口及协议:USB、TCP/IP、SPI
设备相关:信息监测、电机控制

4.系统软件层

文件系统
GUI
操作系统
应用程序

新建工程

1.新建工程文件夹

2033184-06ea37f7efb4fdae.png 工程文件下的子文件夹.png
内部包含以下子文件夹:
Doc:内部包含程序说明文档 read me
Libraries:内部包含 CMSIS、FWLib 两个文件夹,内部为库文件,可从其他项目中拷贝。
Listing:建立工程时不用存放任何文件。
Output:编译工程时在这里生成USB烧写的 .hex 文件。
Project:放置新建工程时产生的工程文件。
USER:包含 main.c、stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.c、stm32f10x_it.h 四个文件,可从其他项目中拷贝。

2.在MDK中新建项目

新建项目时需要选择芯片,选择stm32f103ze系列,之后直接建立工程。
之后在Manage Project Items中添加 STARTUP、CMSIS、FWLib 以及 USER 这四个Group。
STARTUP这个Group中添加 CMSIS 中 startup 文件中的某一个,这个是根据芯片决定的,我在项目中添加的是 startup_stm32f10x_hd.s
CMSIS中添加除了 startup 的5个文件。
FWLib中添加FWLib文件夹中的src文件夹中的所有内容。
USER中添加对应文件夹下的内容。 2033184-ac2662358670a5b6.png keil内工程视图.png

3.项目配置

打开 options for target...串口 1.Target配置
将xtal(MHz)设置为8.0
2033184-8837e3924c9ab94c.png Target配置.png 2.Output配置
在 create hex file 前打钩。
设置Output的文件路径,路径为工程文件夹下的Output文件夹。
2033184-92582a173d9c8787.png Output配置.png 3.Listing配置
配置文件路径为Listing文件夹。 4.C/C++配置
添加USE_STDPERIPH_DRIVER, STM32F10X_HD这两句宏定义。
为 Include Paths 添加路径,具体如下图所示。
2033184-b0ee41756be93b10.png C/C++配置.png 在STM32F103中:
STM32F10X_LD 对应于 LowDensity ,即小容量的STM32F103芯片。
STM32F10X_MD 对应于 MediumDensity ,即中等容量的STM32F103芯片。
STM32F10X_HD 对应于 HighDensity ,即大容量的STM32F103芯片。
这次我所使用的stm32f103zet6就是大容量芯片。 5.Debug及Utilities配置
因为我使用的是USB下载程序,因此选择ULink调试。
2033184-3d8e7e75e7aaefe9.png Debug配置.png

LED灯的控制

1.目的

使单片机电路板的LED灯形成一个流水灯。

2.工程配置

为了操作LED灯,我们需要添加自己的库函数以便进行控制
在项目的user文件夹中,新建一个LED文件夹和一个INC文件夹。
LED文件夹中用于存放led.c,INC文件夹存放led.h。
以后每新建一个.c文件都应该建立一个专门的文件夹来存放,而.c文件对应的.h文件则都存放于INC文件夹中以便指定路径。因此需要在Options for Target...中的C/C++中添加一个这样的路径:..USERINC
2033184-2b17029d06cd15e2.png 添加用户自定义库文件路径.png

3.程序代码

led.h源代码:
//首先进行防卫声明 #ifndef __LED_H #define __LED_H #include "stm32f10x.h" #define ON 0 #define OFF 1 /* 定义带参宏,使用方法类似C++中的内联函数 */ /* 本次使用的单片板有三个LED灯,其中一个是电源灯。 另外两个才是给用户使用的,因此定义两个灯开关的宏。 */ #define LED2(a) if(a) GPIO_SetBits( GPIOE, GPIO_Pin_5 ); else GPIO_ResetBits( GPIOE, GPIO_Pin_5 ) #define LED3(a) if(a) GPIO_SetBits( GPIOB, GPIO_Pin_5 ); else GPIO_ResetBits( GPIOB, GPIO_Pin_5 ) void LED_Init(void); #endif
led.c源代码:
#include "stm32f10x.h" #include "led.h" //LED初始化函数 void LED_Init(void) { /* 定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体 */ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* 打开GPIOB和GPIOE的外设时钟 */ RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE ); /* 选择要控制的GPIOB引脚;设置为推挽输出;最大速率设置为50MHz;初始化GPIOB */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure ); /* 选择要控制的GPIOE引脚;设置为推挽输出;最大速率设置为50MHz;初始化GPIOE */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init( GPIOE, &GPIO_InitStructure ); /* 关闭所有LED灯 */ GPIO_SetBits( GPIOB, GPIO_Pin_5 ); GPIO_SetBits( GPIOE, GPIO_Pin_5 ); }
led.c解释:
GPIO_InitTypeDef结构体在库函数里的定义如下。(可以选中它再按F12进入库函数查看。) typedef struct { uint16_t GPIO_Pin; /*!< Specifies the GPIO pins to be configured. This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */ GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; /*!< Specifies the speed for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIOSpeed_TypeDef */ GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; /*!< Specifies the operating mode for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIOMode_TypeDef */ }GPIO_InitTypeDef; 也就是说,要初始化一个GPIO口,需要指明它的引脚,速率以及输出方式。 首先打开它的外设时钟,这里涉及到stm32的时钟频率。可以在stm32f103的用户手册中查找时钟树,这个整体比较复杂,以后再细谈,这里选择APB2即可。 之后我们再根据电路原理图打开LED灯对应的引脚,如图为我所使用的板子的LED模块的原理图。因此打开PB5和PE5引脚。这个电路很简单,只要我们对PB5和PE5进行高低电平的控制就能改变LED灯的开关状态。
2033184-ecd7dd92f5aedeba.png LED模块原理图 最后我们再通过结构体设置引脚的速率以及输出方式。
主函数main.c
#include "stm32f10x.h" #include "led.h" //一个不精确的延时函数,通过循环来延时 void Delay( __IO u32 nCount ) { for( ; nCount != 0; nCount-- ); } //这里实现了两个LED灯的闪烁,如果有四五个就可以实现流水灯了 int main(void) { LED_Init(); while(1) { LED2( ON ); Delay(0x0FFFFF); LED2( OFF ); LED3( ON ); Delay(0x0FFFFF); LED3( OFF ); } } 关于LED灯的操作基本就是这样,很多涉及到GPIO口的程序都是类似的,比如蜂鸣器
和一些传感器。之后会介绍蜂鸣器的开关代码。