STM32/51单片机实训day3——点亮LED灯、闪烁LED灯(二)实践

news2025/1/13 13:27:41

内容：编写代码实现LED灯的点亮功能

学时：2学时

知识点：分析原理图、LED灯控制原理

重点：GPIO参数配置、LED原理图分析

难点：编写 GPIO参数配置函数、LED点亮函数

时间：2022年12月21日 9:00～11:50

总结：

1 通过原理图分析LED灯硬件结构；

2 定义初始化GPIO引脚的结构体，并配置LED的GPIO引脚；

3 编写LED点亮程序，下载到proteus电路中进行仿真。

内容：编码实现LED灯闪烁

学时：2学时

知识点：LED灯控制原理、延时函数的编写

重点： LED的点亮和熄灭控制

难点：延时函数的编写

时间：2022年12月21日 13:30～16:20

总结：

1 定义LED灯的点亮和熄灭操作函数；

2 利用for循环实现延时函数的编写；

3 编写LED闪烁函数下载Proteus仿真。

1 LED电路设计

LED电路图设计如下图所示，由于二极管具有单向导通性的特点，LED右端为高电平VCC，所以点亮LED只需要保证LED左端为低电平即可，为保证LED不会因为电流过大而烧毁，电路中增加了R3电阻进行电流限制。LED左侧接到了PB15，因此点亮LED只需要将PB15设置为低电平即可。

图1 LED电路

2 代码实现

2.1 GPIO参数配置

在main.c中编写LED的配置函数，调用库函数配置LED管脚的相关参数，在配置参数之前，需要调用时钟使能函数对GPIOB的端口时钟进行使能；只有使能端口后相关参数的配置才能生效。GPIO_InitTypeDef结构体包含了GPIO所需配置的所有参数，因此配置GPIO主要是调用GPIO_InitTypeDef对其内部的元素进行配置。

代码如下：

void led_init(void)
{
// LED引脚初始化
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
 
// 开启引脚时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
 
// PB15
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;    // 指定LED引脚
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 设置引脚为通用推挽输出模式
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;// 设置引脚输出速率为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);    // 使引脚设置生效

// LED开始亮
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_15);  // LED ON
}

2.2 主函数实现

在main.c中编写实现主函数；

代码如下：

/* main.c */  
int main(void)
{
   led_init();//led初始化！一定要记得初始化！！
   while(1)
   {
       GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_15); // LED ON
   }
}

3生成单片机运行的文件

直接烧写进STM32/C51芯片的文件是HEX文件，所以要通过KEIL把源代码编译成HEX文件。

3.1 生成HEX文件

选择Output(输出)，把Create HEX File 勾上，点击OK。

然后在工具栏上点击编译按钮就可以了。

然后打开项目所在文件夹，然后发现.hex文件，如果没有，看看当前文件夹下有没有Objects文件夹，hex也有可能在Objects文件夹里生成；然后通过烧写软件就可以把HEX文件烧到STM32/C51芯片中。

4 proteus功能仿真

编译好的工程文件，需要下载到proteus电路中进行仿真，双击STM32F103R6元器件，出现如下图所示内容，将晶振频率设置为8MHz，选择编译好的hex文件，点击OK即可。

图2 Hex文件下载

点击运行按钮，程序即可运行，LED灯点亮，如下图所示。若想退出运行模式，可点击按钮。

图3 LED点亮效果图

仿真启动后，搭好的电路模型连接点通常会出现颜色块，不同颜色块的含义如下：

红色——高电平；

蓝色——低电平；

灰色——没有电平或者不稳定；

黄色——短路。

5 LED灯控制原理

要想点亮LED，只需要将LED连接的PB15管脚设置为低电平即可，熄灭LED只需要将LED连接PB15管脚设置为高电平即可，本任务涉及的代码在任务9代码基础上实现。

6 延时函数编写

在main.c中编写for循环实现延时函数，实现延时操作。

// 延时函数
void delay(void)
{
uint32_t cnt = 0x20000;
while(cnt--); // cnt-- --> cnt = cnt - 1
}

7 主函数实现

在main.c中编写LED闪烁功能程序；LED闪烁的功能主要实现的原理是驱动LED点亮一段时间后，再驱动LED熄灭一段时间，程序反复执行，便可产生LED闪烁的现象。

代码如下：

int main(void)
{
led_init();      // LED初始化
 while (1)
 {
 
 GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_15);  // LED OFF
 delay();
 GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_15); // LED ON
 delay();  
}

8 proteus功能仿真

将编译好的工程文件下载到proteus电路中进行仿真，点击运行按钮可查看仿真效果，同时可通过修改延时函数中延时时间来控制LED灯亮灭的时长。

“error:conflicting types for XXX”错误及处理方法

原因一：
原来是因为没有先做函数声明，而函数位于main()之后。
在main函数前声明了函数原型后，一切ok。

原因二：

头文件的被循环引用，在引用时考虑清楚包含顺序。

原因三：

头文件声明和定义参数稍有不同

例：

头文件中声明 void Hanlder(const char * buf);

在定义时写作 void Hanlder(char * buf);