前言:
以本文章主要讲解以正点原子STM32mini板(STM32F103RC)+面板板+3只红绿蓝LED 搭建威廉希尔官方网站
,使用GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯,轮流闪烁。与STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理等
注:
本篇博客是基于正点原子STM32mini开发板(STM32F103RC)所作,不同的32板子可能会有所不同,注意区分。
一、stm32芯片寄存器与GPIO端口简介
寄存器是 CPU 内部的构造,它主要用于信息的存储。
1.地址映射和寄存器映射原理
存储器本身不具有地址信息,它的地址是由芯片厂商或用户分配,给存储器分配地址的过程就称为存储器映射。
寄存器映射:
每个寄存器都是32bit,占用4个Byte即4个存储单元。可以把寄存器看作一个特殊的单元,一个这样的单元占32bit,只要找到这个单元的起始地址就可以对其进行操作。
其映射地址 = 外设总基地址(块基地址)+ 总线相对于外设总基地址的偏移 + 具体外设基地址相对于总线基地址的偏移 + 寄存器相对于具体外设基地址的偏移。
2.GPIO简介与工作模式
GPIO 是通用输入输出端口的简称,简单来说就是 STM32 可控制的引脚,STM32 芯片的 GPIO 引脚与外部设备连接起来,从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。STM32 芯片的 GPIO 被分成很多组,每组有 16 个引脚。
GPIO的工作模式主要有八种:4种输入方式,4种输出方式。
分别为输入浮空,输入上拉,输入下拉,模拟输入;
输出方式为开漏输出,开漏复用输出,推挽输出,推挽复用输出。
(1)GPIO_Mode_AIN 模拟输入 (应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电)
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 (浮空就是浮在半空,可以被其他物体拉上或者拉下,可以用于按键输入)
(3)GPIO_Mode_IPD 下拉输入 (IO内部下拉电阻输入)
(4)GPIO_Mode_IPU 上拉输入 (IO内部上拉电阻输入)
(5)GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出(开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行)
(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 (推挽就是有推有拉电平都是确定的,不需要上拉和下拉,IO输出0-接GND, IO输出1 -接VCC,读输入值是未知的 )
(7)GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出(片内外设功能(I2C的SCL,SDA))
(8)GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 (片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS))
3.输入输出简介
输入: 进行数据的采集,外部威廉希尔官方网站
通过IO口输入模拟量,然后通过“TTL肖特基触发器”(肖特基触发器是将相对缓慢变化的模拟信号变成矩形信号,便于后面读取),进入输入数据寄存器,最后就能给CPU读取数据。
输出: GPIO的输出与51的 IO口是差不多的概念,都是输出高、低电平来控制外部威廉希尔官方网站
:
处理过程:CPU下达输出高或低电平指令,指令配置“位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)”(设置就是“1”高电平,清除就是“0”低电平),再由位寄存器配置输出数据寄存器(GPIOx_ODR),经过一个选择器(选择是一般输出还是复用功能输出),然后进行输出控制,控制是什么模式:推挽、开漏或者关闭,然后输出高或低电平到IO口。
下面是正点原子手册上的一些介绍:
STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。他们分别是:配置模式的 2 个 32 位的端口
配置寄存器 CRL 和 CRH ; 2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR ; 1 个 32 位的置位 / 复位寄存器
BSRR ;一个 16 位的复位寄存器 BRR ; 1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR ;这里我们仅介绍常用 的
几个寄存器,我们常用的 IO 端口寄存器只有 4 个: CRL 、 CRH 、 IDR 、 ODR 。
CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口的模式及输出速率。
STM32 的 IO 口位配置表如表
接下来我们看看端口低配置寄存器 CRL 的描述
该寄存器的复位值为0X4444 4444,从上图可以看到,复位值其实就是配置端口为浮空输入模式。从上图还可以得出:STM32 的CRL控制着每组IO端口(A~G)的低8位的模式。 每个IO端口的位占用CRL的 4 个位,高两位为CNF,低两位为MODE。这里我们可以记住几个常用的配置,比如0X0表示模拟输入模式(ADC 用)、0X3表示推挽输出模式(做输出口用,50M速率)、0X8表示上/下拉输入模式(做输入口用)、0XB表示复用输出(使用IO口的第二功能,50M速率)。
CRH的作用和CRL完全一样,只是CRL控制的是低8位输出口,而CRH控制的是高8位输出口。这里我们对CRH就不做详细介绍了。
给个实例,比如我们要设置PORTA的8位为上拉输入,13位为复用输出。代码如下:
GPIOC->CRH&=0XFFF00FFF;//清掉这 2 个位原来的设置,同时也不影响其他位的设置GPIOC->CRH|=0X00038000; //PC11 输入,PC12 输出GPIOC->ODR=1<<11; //PC11 上拉 通过这3句话的配置,我们就设置了PA8为上拉输入,PA13复用输出。
IDR是一个端口输入数据寄存器,只用了低16位。该寄存器为只读寄存器,并且只能以16位的形式读出。该寄存器各位的描述如图所示:
要想知道某个IO口的状态,你只要读这个寄存器,再看某个位的状态就可以了。使用起来是比较简单的。
ODR是一个端口输出数据寄存器,也只用了低16位。该寄存器为可读写,从该寄存器读出来的数据可以用于判断当前IO口的输出状态。而向该寄存器写数据,则可以控制某个IO口的输出电平。该寄存器的各位描述如图所示:
具体更多可以去翻阅正点原子stm32库函数不完全手册。
4.GPIO初始化步骤
第一步:使能GPIOx口的时钟
第二步:指明GPIOx口的哪一位,这一位的速度大小以及模式
第三步:调用GPIOx初始化函数进行初始化
第四步:调用GPIO-SetBits函数,进行相应位的置位
5.实例
1.对于单个GPIO口的初始化如下
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步:使能GPIOA的时钟:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
第二步:设置GPIOA参数:输出OR输入,工作模式,端口翻转速率
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7| GPIO_Pin_8; //设定要操作的管脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
第三步:调用GPIOA口初始化函数,进行初始化。
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA
第四步:调用GPIO-SetBits函数,进行相应为的置位。
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //输出高
2.对于多个GPIO口的初始化如下
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步:使能GPIOA,GPIOE的时钟:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
第二步:设置GPIOA,GPIOE参数:输出OR输入,工作模式,端口翻转速率
第三步:调用GPIOA口初始化函数,进行初始化。
第四步:调用GPIO-SetBits函数,进行相应为的置位。
▶把第二、三、四步合并分别设置GPIOA和GPIOE
先设置GPIOA
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 第四个口,PA4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOA
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //输出高
再设置GPIOE
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; // 第三个口,PE3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOE
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3); //输出高
二、软件设计
1.实验原理
51单片机的点灯是,通过控制寄存器将片外引脚(我们称之为IO口)拉低拉高,输出高低电平,以控制LED亮灭。
其过程:单片机给指令->控制寄存器->给IO口电平->控制LED亮灭
stm32的点灯则是,通过使能外设GPIO时钟,发出指令给外设GPIO,外设GPIO收到指令后,着手配置自己的寄存器,然后给IO口模式,让其实现各种功能。
其过程:CPU给指令->GPIO收到指令->配置内部寄存器->配置IO口模式(注意是模式)->控制LED亮灭
2.代码编写
1.配置寄存器
led.h
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
//LED端口定义
#define LED0 BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,6) // PB6输出
#define LED1 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,6) // PC6输出
#define LED2 BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,2) // PD2输出
void LED_Init(void); //初始化
#endif
led.c
#include "sys.h"
#include "led.h"
//初始化PB6、PC6和PD2为输出口,并使能这3个口的时钟
//LEDIO初始化
void LED_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能PORTB时钟
RCC->APB2ENR|=1<<4; //使能PORTC时钟
RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能PORTD时钟
GPIOB->CRL&=0XF0FFFFFF; //PB6清零
GPIOB->CRL|=0X03000000; //PB6推挽输出
GPIOB->ODR|=1<<6; //PB6输出高
GPIOC->CRL&=0XF0FFFFFF; //PC6清零
GPIOC->CRL|=0X03000000; //PC6推挽输出
GPIOC->ODR|=1<<6; //PC6输出高
GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF; //PD2清零
GPIOD->CRL|=0X00000300;//PD2推挽输出
GPIOD->ODR|=1<<2; //PD2输出高
}
2.主函数编写
对于主函数的编写,我们首先需要编写一个简单的延时函数delay,控制LED轮流电亮。在主函数中,我们用一个while死循环保证三个LED灯可以一直轮流交替亮。对于如何控制LED灯的亮灭,我们用到的是BIT_ADDR(GPIOX_ODR_Addr,n)函数来控制输出口的电平,从而达到控制LED的亮灭的功能。
test.c
#include "sys.h"
#include "led.h"
void delay(unsigned int i) //简单延时函数
{
unsigned char j;
unsigned char k;
for(;i>0;i--)
for(j=500; j>0; j--)
for(k =200; k>0; k--);
}
int main(void)
{
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
while(1)
{
LED0=0; //灯亮
LED1=1; //灯灭
LED2=1;
delay(20); //延时
LED0=1;
LED1=0;
LED2=1;
delay(20);
LED0=1;
LED1=1;
LED2=0;
delay(20);
}
}
3.程序的烧录
用对应的线接stm32板子的u***232接口使之与pc连接。
这里我用的是FlyMcu。点击搜索串口,我的串口是COM5 串口波特率则可以通过bps那里设置
对于STM32F103,可以设置为最高:460800,而如果是 F4,则建议最高设置为:76800 即可。
DTR的低电平复位,RTS高电平进BootLoader
效验与编译后执行勾选,点击开始编程输出正常时烧录完成
三、硬件部分
1.材料与GPIO口的选择
材料:正点原子stm32mini开发板+杜邦线+红、黄、绿led灯+面包板
GPIO口选择GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯具体为PB6、PC6、PD2(可以自行选择,只需要稍微修改代码即可)
2.连线
按着stm32手册连线即可
LED灯的短脚连接IO口,长脚连接3.3V(注:尽量不要连接5V的端口,5V的端口没有电阻保护,容易烧坏LED灯)
3.结果展示
四、汇编语言实现流水灯
四、汇编语言实现流水灯
1.代码部分
RCC_APB2ENR EQU 0x40021018
GPIOA_CRH EQU 0x40010804
GPIOA_ODR EQU 0x4001080C
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00 ;寄存器映射
GPIOB_ODR EQU 0x40010C0C
GPIOC_CRH EQU 0x40011004
GPIOC_ODR EQU 0x4001100C
Stack_Size EQU 0x00000400
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
DCD Reset_Handler
AREA |.text|, CODE, READONLY
THUMB
REQUIRE8
PRESERVE8
ENTRY
Reset_Handler
MainLoop BL LED2_Init
BL LED2_ON
BL Delay ;LED2灯闪烁
BL LED2_OFF
BL Delay
BL LED1_Init
BL LED1_ON
BL Delay ;LED1灯闪烁
BL LED1_OFF
BL Delay
BL LED3_Init
BL LED3_ON
BL Delay ;LED3灯闪烁
BL LED3_OFF
BL Delay
B MainLoop
LED1_Init
PUSH {R0,R1, LR} ;R0,R1,LR中的值放入堆栈
LDR R0,=RCC_APB2ENR ;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
ORR R0,R0,#0x08 ;开启端口GPIOB的时钟,ORR 按位或操作,01000将R0的第二位置1,其他位不变
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1] ;STR是把值存储到寄存器所指的地址中,将r0里存储的值给rcc寄存器
;上面一部分汇编代码是控制时钟的
LDR R0,=GPIOB_CRL
ORR R0,R0,#0X00000020 ;GPIOB_Pin_1配置为通用推挽输出;开启的是pb1,所以是2,为0010,是推挽输出模式,最大速度为2mhz
LDR R1,=GPIOB_CRL
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOB_ODR
BIC R0,R0,#0X00000002 ;BIC 先把立即数取反,再按位与
LDR R1,=GPIOB_ODR ;GPIOB_Pin_1输出为0;由r1控制ord寄存器
STR R0,[R1] ;将ord寄存器的值变为r0的值
POP {R0,R1,PC} ;将栈中之前存的R0,R1,LR的值返还给R0,R1,PC
LED1_OFF
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOB_ODR
BIC R0,R0,#0X00000002 ;因为是PB1所以对应二进制0010;GPIOB_Pin_1输出为0,LED1熄灭
LDR R1,=GPIOB_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED1_ON
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOB_ODR
ORR R0,R0,#0X00000002 ;GPIOB_Pin_1输出为1,LED1亮
LDR R1,=GPIOB_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED2_Init
PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR中的值放入堆栈
LDR R0,=RCC_APB2ENR
ORR R0,R0,#0x04 ;打开GPIOA的时钟
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOA_CRH
ORR R0,R0,#0X00020000 ;GPIOA_Pin_12配置为通用推挽输出
LDR R1,=GPIOA_CRH
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOA_ODR
BIC R0,R0,#0X00001000
LDR R1,=GPIOA_ODR ;GPIOA_Pin_12输出为0
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED2_OFF
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOA_ODR
BIC R0,R0,#0X00001000 ;GPIOA_Pin_12输出为0,LED2熄灭
LDR R1,=GPIOA_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED2_ON
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOA_ODR
ORR R0,R0,#0X00001000 ;GPIOA_Pin_12输出为1,LED2亮
LDR R1,=GPIOA_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED3_Init
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=RCC_APB2ENR
ORR R0,R0,#0x10 ;打开GPIOC的时钟
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOC_CRH
ORR R0,R0,#0X02000000 ;GPIOC_Pin_14配置为通用推挽输出
LDR R1,=GPIOC_CRH
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOC_ODR
BIC R0,R0,#0X00004000 ;GPIOC_Pin_14输出为0
LDR R1,=GPIOC_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED3_OFF
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOC_ODR
BIC R0,R0,#0X00004000 ;GPIOC_Pin_14输出为0,LED3熄灭
LDR R1,=GPIOC_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED3_ON
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOC_ODR
ORR R0,R0,#0X00004000 ;GPIOC_Pin_14输出为1,LED3亮
LDR R1,=GPIOC_ODR
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,#300
BCC DelayLoop0
MOVS R0,#0
ADDS R1,R1,#1
CMP R1,#300
BCC DelayLoop0
MOVS R0,#0
MOVS R1,#0
ADDS R2,R2,#1
CMP R2,#15
BCC DelayLoop0
POP {R0,R1,PC}
END
2.实验结果
ps建议:
正点原子和野火的板子和操作手册都很不错的,值得学习,本次代码就是在正点原子所给的资料里面的流水灯代码所改,是新手起步的好教程。面包版和杜邦线也是非常好用的硬件工具,不需要复杂的焊接。
前言:
以本文章主要讲解以正点原子STM32mini板(STM32F103RC)+面板板+3只红绿蓝LED 搭建威廉希尔官方网站
,使用GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯,轮流闪烁。与STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理等
注:
本篇博客是基于正点原子STM32mini开发板(STM32F103RC)所作,不同的32板子可能会有所不同,注意区分。
一、stm32芯片寄存器与GPIO端口简介
寄存器是 CPU 内部的构造,它主要用于信息的存储。
1.地址映射和寄存器映射原理
存储器本身不具有地址信息,它的地址是由芯片厂商或用户分配,给存储器分配地址的过程就称为存储器映射。
寄存器映射:
每个寄存器都是32bit,占用4个Byte即4个存储单元。可以把寄存器看作一个特殊的单元,一个这样的单元占32bit,只要找到这个单元的起始地址就可以对其进行操作。
其映射地址 = 外设总基地址(块基地址)+ 总线相对于外设总基地址的偏移 + 具体外设基地址相对于总线基地址的偏移 + 寄存器相对于具体外设基地址的偏移。
2.GPIO简介与工作模式
GPIO 是通用输入输出端口的简称,简单来说就是 STM32 可控制的引脚,STM32 芯片的 GPIO 引脚与外部设备连接起来,从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。STM32 芯片的 GPIO 被分成很多组,每组有 16 个引脚。
GPIO的工作模式主要有八种:4种输入方式,4种输出方式。
分别为输入浮空,输入上拉,输入下拉,模拟输入;
输出方式为开漏输出,开漏复用输出,推挽输出,推挽复用输出。
(1)GPIO_Mode_AIN 模拟输入 (应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电)
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 (浮空就是浮在半空,可以被其他物体拉上或者拉下,可以用于按键输入)
(3)GPIO_Mode_IPD 下拉输入 (IO内部下拉电阻输入)
(4)GPIO_Mode_IPU 上拉输入 (IO内部上拉电阻输入)
(5)GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出(开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行)
(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 (推挽就是有推有拉电平都是确定的,不需要上拉和下拉,IO输出0-接GND, IO输出1 -接VCC,读输入值是未知的 )
(7)GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出(片内外设功能(I2C的SCL,SDA))
(8)GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 (片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS))
3.输入输出简介
输入: 进行数据的采集,外部威廉希尔官方网站
通过IO口输入模拟量,然后通过“TTL肖特基触发器”(肖特基触发器是将相对缓慢变化的模拟信号变成矩形信号,便于后面读取),进入输入数据寄存器,最后就能给CPU读取数据。
输出: GPIO的输出与51的 IO口是差不多的概念,都是输出高、低电平来控制外部威廉希尔官方网站
:
处理过程:CPU下达输出高或低电平指令,指令配置“位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)”(设置就是“1”高电平,清除就是“0”低电平),再由位寄存器配置输出数据寄存器(GPIOx_ODR),经过一个选择器(选择是一般输出还是复用功能输出),然后进行输出控制,控制是什么模式:推挽、开漏或者关闭,然后输出高或低电平到IO口。
下面是正点原子手册上的一些介绍:
STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。他们分别是:配置模式的 2 个 32 位的端口
配置寄存器 CRL 和 CRH ; 2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR ; 1 个 32 位的置位 / 复位寄存器
BSRR ;一个 16 位的复位寄存器 BRR ; 1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR ;这里我们仅介绍常用 的
几个寄存器,我们常用的 IO 端口寄存器只有 4 个: CRL 、 CRH 、 IDR 、 ODR 。
CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口的模式及输出速率。
STM32 的 IO 口位配置表如表
接下来我们看看端口低配置寄存器 CRL 的描述
该寄存器的复位值为0X4444 4444,从上图可以看到,复位值其实就是配置端口为浮空输入模式。从上图还可以得出:STM32 的CRL控制着每组IO端口(A~G)的低8位的模式。 每个IO端口的位占用CRL的 4 个位,高两位为CNF,低两位为MODE。这里我们可以记住几个常用的配置,比如0X0表示模拟输入模式(ADC 用)、0X3表示推挽输出模式(做输出口用,50M速率)、0X8表示上/下拉输入模式(做输入口用)、0XB表示复用输出(使用IO口的第二功能,50M速率)。
CRH的作用和CRL完全一样,只是CRL控制的是低8位输出口,而CRH控制的是高8位输出口。这里我们对CRH就不做详细介绍了。
给个实例,比如我们要设置PORTA的8位为上拉输入,13位为复用输出。代码如下:
GPIOC->CRH&=0XFFF00FFF;//清掉这 2 个位原来的设置,同时也不影响其他位的设置GPIOC->CRH|=0X00038000; //PC11 输入,PC12 输出GPIOC->ODR=1<<11; //PC11 上拉 通过这3句话的配置,我们就设置了PA8为上拉输入,PA13复用输出。
IDR是一个端口输入数据寄存器,只用了低16位。该寄存器为只读寄存器,并且只能以16位的形式读出。该寄存器各位的描述如图所示:
要想知道某个IO口的状态,你只要读这个寄存器,再看某个位的状态就可以了。使用起来是比较简单的。
ODR是一个端口输出数据寄存器,也只用了低16位。该寄存器为可读写,从该寄存器读出来的数据可以用于判断当前IO口的输出状态。而向该寄存器写数据,则可以控制某个IO口的输出电平。该寄存器的各位描述如图所示:
具体更多可以去翻阅正点原子stm32库函数不完全手册。
4.GPIO初始化步骤
第一步:使能GPIOx口的时钟
第二步:指明GPIOx口的哪一位,这一位的速度大小以及模式
第三步:调用GPIOx初始化函数进行初始化
第四步:调用GPIO-SetBits函数,进行相应位的置位
5.实例
1.对于单个GPIO口的初始化如下
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步:使能GPIOA的时钟:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
第二步:设置GPIOA参数:输出OR输入,工作模式,端口翻转速率
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7| GPIO_Pin_8; //设定要操作的管脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
第三步:调用GPIOA口初始化函数,进行初始化。
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA
第四步:调用GPIO-SetBits函数,进行相应为的置位。
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //输出高
2.对于多个GPIO口的初始化如下
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步:使能GPIOA,GPIOE的时钟:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
第二步:设置GPIOA,GPIOE参数:输出OR输入,工作模式,端口翻转速率
第三步:调用GPIOA口初始化函数,进行初始化。
第四步:调用GPIO-SetBits函数,进行相应为的置位。
▶把第二、三、四步合并分别设置GPIOA和GPIOE
先设置GPIOA
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 第四个口,PA4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOA
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //输出高
再设置GPIOE
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; // 第三个口,PE3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOE
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3); //输出高
二、软件设计
1.实验原理
51单片机的点灯是,通过控制寄存器将片外引脚(我们称之为IO口)拉低拉高,输出高低电平,以控制LED亮灭。
其过程:单片机给指令->控制寄存器->给IO口电平->控制LED亮灭
stm32的点灯则是,通过使能外设GPIO时钟,发出指令给外设GPIO,外设GPIO收到指令后,着手配置自己的寄存器,然后给IO口模式,让其实现各种功能。
其过程:CPU给指令->GPIO收到指令->配置内部寄存器->配置IO口模式(注意是模式)->控制LED亮灭
2.代码编写
1.配置寄存器
led.h
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
//LED端口定义
#define LED0 BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,6) // PB6输出
#define LED1 BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,6) // PC6输出
#define LED2 BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,2) // PD2输出
void LED_Init(void); //初始化
#endif
led.c
#include "sys.h"
#include "led.h"
//初始化PB6、PC6和PD2为输出口,并使能这3个口的时钟
//LEDIO初始化
void LED_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能PORTB时钟
RCC->APB2ENR|=1<<4; //使能PORTC时钟
RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能PORTD时钟
GPIOB->CRL&=0XF0FFFFFF; //PB6清零
GPIOB->CRL|=0X03000000; //PB6推挽输出
GPIOB->ODR|=1<<6; //PB6输出高
GPIOC->CRL&=0XF0FFFFFF; //PC6清零
GPIOC->CRL|=0X03000000; //PC6推挽输出
GPIOC->ODR|=1<<6; //PC6输出高
GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF; //PD2清零
GPIOD->CRL|=0X00000300;//PD2推挽输出
GPIOD->ODR|=1<<2; //PD2输出高
}
2.主函数编写
对于主函数的编写,我们首先需要编写一个简单的延时函数delay,控制LED轮流电亮。在主函数中,我们用一个while死循环保证三个LED灯可以一直轮流交替亮。对于如何控制LED灯的亮灭,我们用到的是BIT_ADDR(GPIOX_ODR_Addr,n)函数来控制输出口的电平,从而达到控制LED的亮灭的功能。
test.c
#include "sys.h"
#include "led.h"
void delay(unsigned int i) //简单延时函数
{
unsigned char j;
unsigned char k;
for(;i>0;i--)
for(j=500; j>0; j--)
for(k =200; k>0; k--);
}
int main(void)
{
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
while(1)
{
LED0=0; //灯亮
LED1=1; //灯灭
LED2=1;
delay(20); //延时
LED0=1;
LED1=0;
LED2=1;
delay(20);
LED0=1;
LED1=1;
LED2=0;
delay(20);
}
}
3.程序的烧录
用对应的线接stm32板子的u***232接口使之与pc连接。
这里我用的是FlyMcu。点击搜索串口,我的串口是COM5 串口波特率则可以通过bps那里设置
对于STM32F103,可以设置为最高:460800,而如果是 F4,则建议最高设置为:76800 即可。
DTR的低电平复位,RTS高电平进BootLoader
效验与编译后执行勾选,点击开始编程输出正常时烧录完成
三、硬件部分
1.材料与GPIO口的选择
材料:正点原子stm32mini开发板+杜邦线+红、黄、绿led灯+面包板
GPIO口选择GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯具体为PB6、PC6、PD2(可以自行选择,只需要稍微修改代码即可)
2.连线
按着stm32手册连线即可
LED灯的短脚连接IO口,长脚连接3.3V(注:尽量不要连接5V的端口,5V的端口没有电阻保护,容易烧坏LED灯)
3.结果展示
四、汇编语言实现流水灯
四、汇编语言实现流水灯
1.代码部分
RCC_APB2ENR EQU 0x40021018
GPIOA_CRH EQU 0x40010804
GPIOA_ODR EQU 0x4001080C
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00 ;寄存器映射
GPIOB_ODR EQU 0x40010C0C
GPIOC_CRH EQU 0x40011004
GPIOC_ODR EQU 0x4001100C
Stack_Size EQU 0x00000400
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
DCD Reset_Handler
AREA |.text|, CODE, READONLY
THUMB
REQUIRE8
PRESERVE8
ENTRY
Reset_Handler
MainLoop BL LED2_Init
BL LED2_ON
BL Delay ;LED2灯闪烁
BL LED2_OFF
BL Delay
BL LED1_Init
BL LED1_ON
BL Delay ;LED1灯闪烁
BL LED1_OFF
BL Delay
BL LED3_Init
BL LED3_ON
BL Delay ;LED3灯闪烁
BL LED3_OFF
BL Delay
B MainLoop
LED1_Init
PUSH {R0,R1, LR} ;R0,R1,LR中的值放入堆栈
LDR R0,=RCC_APB2ENR ;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
ORR R0,R0,#0x08 ;开启端口GPIOB的时钟,ORR 按位或操作,01000将R0的第二位置1,其他位不变
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1] ;STR是把值存储到寄存器所指的地址中,将r0里存储的值给rcc寄存器
;上面一部分汇编代码是控制时钟的
LDR R0,=GPIOB_CRL
ORR R0,R0,#0X00000020 ;GPIOB_Pin_1配置为通用推挽输出;开启的是pb1,所以是2,为0010,是推挽输出模式,最大速度为2mhz
LDR R1,=GPIOB_CRL
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOB_ODR
BIC R0,R0,#0X00000002 ;BIC 先把立即数取反,再按位与
LDR R1,=GPIOB_ODR ;GPIOB_Pin_1输出为0;由r1控制ord寄存器
STR R0,[R1] ;将ord寄存器的值变为r0的值
POP {R0,R1,PC} ;将栈中之前存的R0,R1,LR的值返还给R0,R1,PC
LED1_OFF
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOB_ODR
BIC R0,R0,#0X00000002 ;因为是PB1所以对应二进制0010;GPIOB_Pin_1输出为0,LED1熄灭
LDR R1,=GPIOB_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED1_ON
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOB_ODR
ORR R0,R0,#0X00000002 ;GPIOB_Pin_1输出为1,LED1亮
LDR R1,=GPIOB_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED2_Init
PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR中的值放入堆栈
LDR R0,=RCC_APB2ENR
ORR R0,R0,#0x04 ;打开GPIOA的时钟
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOA_CRH
ORR R0,R0,#0X00020000 ;GPIOA_Pin_12配置为通用推挽输出
LDR R1,=GPIOA_CRH
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOA_ODR
BIC R0,R0,#0X00001000
LDR R1,=GPIOA_ODR ;GPIOA_Pin_12输出为0
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED2_OFF
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOA_ODR
BIC R0,R0,#0X00001000 ;GPIOA_Pin_12输出为0,LED2熄灭
LDR R1,=GPIOA_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED2_ON
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOA_ODR
ORR R0,R0,#0X00001000 ;GPIOA_Pin_12输出为1,LED2亮
LDR R1,=GPIOA_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED3_Init
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=RCC_APB2ENR
ORR R0,R0,#0x10 ;打开GPIOC的时钟
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOC_CRH
ORR R0,R0,#0X02000000 ;GPIOC_Pin_14配置为通用推挽输出
LDR R1,=GPIOC_CRH
STR R0,[R1]
LDR R0,=GPIOC_ODR
BIC R0,R0,#0X00004000 ;GPIOC_Pin_14输出为0
LDR R1,=GPIOC_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED3_OFF
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOC_ODR
BIC R0,R0,#0X00004000 ;GPIOC_Pin_14输出为0,LED3熄灭
LDR R1,=GPIOC_ODR
STR R0,[R1]
POP {R0,R1,PC}
LED3_ON
PUSH {R0,R1, LR}
LDR R0,=GPIOC_ODR
ORR R0,R0,#0X00004000 ;GPIOC_Pin_14输出为1,LED3亮
LDR R1,=GPIOC_ODR
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,#300
BCC DelayLoop0
MOVS R0,#0
ADDS R1,R1,#1
CMP R1,#300
BCC DelayLoop0
MOVS R0,#0
MOVS R1,#0
ADDS R2,R2,#1
CMP R2,#15
BCC DelayLoop0
POP {R0,R1,PC}
END
2.实验结果
ps建议:
正点原子和野火的板子和操作手册都很不错的,值得学习,本次代码就是在正点原子所给的资料里面的流水灯代码所改,是新手起步的好教程。面包版和杜邦线也是非常好用的硬件工具,不需要复杂的焊接。
举报