[STM32-1.点灯大师上线】

news2024/9/25 3:22:14

学习了江协科技的前4课,除了打开套件的第一秒是开心的,后面的时间都是在骂娘。因为51的基础已经几乎忘干净,c语言已经还给谭浩强,模电数电还有点底子,硬着头皮上吧。

本篇主要是讲述学习点灯的过程和疑惑解释。

1.工程文件的建立

首先是在keil中建立一个新的工程项目,一个完整的工程项目除了基础部分还包含“Library"、”Start"、“User"这三个部分,这三个文件夹是需要自己新建的。其中,Library是STM32的标准库文件的存放路径,初始的例子中,所有的官方库文件都会一股脑的复制进来(因为这会儿水平还太低,不知道如何精准地挑选手头项目需要的库文件,因此力大砖飞),在这个文件中有.c文件也有.h文件,前者是C源代码文件,具体用来实现程序的各种功能;后者是头文件,通常含有与.c文件相对应的函数声明、宏定义、类型定义、外部变量声明等。它的功能是高速编译器某个功能是存在的,但不提供具体细节。

例子: 假如你有一个用于管理LED灯的.c文件,比如led_control.c,它实现了点亮和熄灭LED灯的函数。你同时会有一个对应的led_control.h头文件,它声明了那些可以被其他.c文件调用的函数,比如turn_on_led()turn_off_led()。这样,其他需要控制LED灯的.c文件只需包含led_control.h头文件,就可以调用这些函数,而无需知道它们的具体实现。

因此,.h文件要在段首声明,以便随时调用.c文件中编写的具体功能。

2.主函数的编写与理解

从教程给出的例子可以看出,这东西乍一接触让人非常想放弃,很头晕。接下来逐条解释上述代码。

2.1RCC_APB2PeriphClockCmd函数

首先是RCC_APB2PeriphClockCmd,是一个在STM32微控制器固件库中定义的函数,用于控制高速APB2总线上外设的时钟。RCCReset and Clock Control(时钟的控制与重置),是STM32的一个模块,用于控制系统的复位和时钟设置。它的完全形式如下:

void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
//RCC_APB2Periph 参数是指定哪个APB2外设的时钟将被使能或者禁用。
//NewState 参数是一个枚举类型FunctionalState,它可以是ENABLE或DISABLE,用于指定时钟是否应该被使能。

调用的时候形式为:

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
//RCC_APB2Periph_GPIOC:告诉库函数,我们想要操作的是GPIOC端口的时钟。
//ENABLE:一个宏,代表我们想要使能时钟。

因为我们要使用GPIO端口来点亮一个LED,所以要先使能GPIO的时钟。(我也试了不使能时钟,LED点不亮),现阶段先默认,不管用得到和用不到,都要使能时钟。GPIO端口位于APB2的范围内,因此这里使能的是RCC_APB2Periph,端口与模块的位置见系统结构图,红框部分。

2.2 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure

GPIO_InitTypeDef 是在STM32标准固件库中定义的一个结构体类型,它用于初始化GPIO(通用输入/输出)端口的配置。该结构体通常包括端口的模式(如输出模式、输入模式等)、速度、输出类型和上拉/下拉电阻配置等属性。

结构体在很多地方有用到,比如在MATLAB/SIMULINK中用S函数建立系统的仿真模型时,参数太多在程序内填写非常的复杂和困难,因此会使用parameters.m结构体保存模型参数。这里也可以相似的理解,粗暴且不严谨的理解为:结构体是为了保存参数。在使用结构体之前要先定义结构体:

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//定义了一个名称为GPIO_InitStructure的结构体

注意:并不是结构体的名称只能是”GPIO_InitStructure",可以是你自己取名称。

前面说了,定义结构体主要是为了存参数,要成为一名“点灯大师”需要用到的参数/设置有:

1.GPIO端口的工作模式。有8种模式,端口输出4种,输入4种,点灯需要用GPIO端口输出高/低电平驱动LED,所以只用到了输出模式,可选的有:开漏、推挽、复用开漏、复用推挽。我们这里用不到复用,所以可以选择开漏或者推挽模式。

2.GPIO哪个引脚输出电平。GPIO引脚一共有32个,A区0-15,B区0-15.具体看LED管接在了哪个引脚,GPIO的基本结构见下图:

3. GPIO的输出速率。可选的有2MHZ,10MHZ,50MHZ

上述这3点,是我们定义结构体需要保存的参数/配置。接下来逐个讲解这三个结构体成员的定义:

2.2.1GPIO输出模式定义

本例中我们使用推挽输出的模式,因此定义为

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

结构体成员的定义方法是:结构体名.结构体成员=参数/设置 

因此上述定义的意思是,GPIO_InitStructure这个结构体的成员GPIO_Mode(GPIO的输出模式)为GPIO_Mode_Out_PP(PP: PUSH-PULL OUTPUT推拉/推挽),综上,我们选择GPIO端口的工作模式为推挽。

2.2.2GPIO引脚定义

本例中LED接在了GPIOA_0号引脚,因此对应的结构体成员定义为:

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;

意思是 GPIO_InitStructure这个结构体的成员GPIO_Pin(引脚)为0号引脚

2.2.3GPIO输出速率定义

本例中GPIO输出速率使用50MHZ,因此相应的结构体成员定义为:

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

 2.3初始化

在编写完结构体成员后,调用初始化函数将结构体参数传入。

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 是一个用于初始化STM32微控制器中某个GPIO端口上一组引脚的函数调用。该函数采用两个参数:第一个参数指定了要初始化的GPIO端口(在此例中为GPIOA),第二个参数是一个指向GPIO_InitTypeDef结构体的指针,该结构体包含了要应用于指定端口上的引脚的配置信息。

2.4循环

在配置完上述参数后,用一个死循环来实现LED的点亮

while(1)
	{
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
		
	}

这里用到的是GPIO的读写函数,严格来说是位写函数,是一条用于STM32微控制器编程的指令,其功能是改变GPIOA端口上第0号引脚的状态。在这个特定的函数调用中,它将该引脚的状态设置为Bit_RESET,在STM32的库中,Bit_RESET通常定义为逻辑低电平,相当于0。

我们的二极管的接法是正极连接3.3V,负极连接GPIOA_0,因此这个引脚输出低电平,二极管导通点亮。

3.利用GPIO点亮流水灯

在成功点亮1个LED之后,程序微调就可以实现流水灯点亮。首先需要调整的是结构体中的引脚定义 

int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_All;//这里的引脚定义改成了所有引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

具体来说是把要工作的引脚定义为GPIO_Pin_All。

然后利用死循环 

while(1)
	{
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0001);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0002);//0000 0000 0000 0010
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0004);//0000 0000 0000 0100
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0008);//0000 0000 0000 1000
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0010);//0000 0000 0001 0000
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0020);//0000 0000 0010 0000
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0040);//0000 0000 0100 0000
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA, ~0x0080);//0000 0000 1000 0000
		Delay_ms(500);
		
	}

这样就把8个GPIO的引脚都输出了低电平,中间调用Delay函数,延时500毫秒,就实现了流水灯功能。 

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