基于STM32單片機(jī)點亮LED燈

最近公司事情太多了，將近一個月沒有更新了。 我的想法是把我用到的所有單片機(jī)都更新一下（當(dāng)然不局限于這些，后期也會更新一些其他和嵌入式相關(guān)的知識點，我就想著先把STM32這整個更新完，再去更新其他的，包括STM32下 RTOS、UI（emwin，LVGL）還有一些項目上的經(jīng)驗什么的。 等STM32相關(guān)的更新完之后會寫其他的東西。 也會根據(jù)實際的情況進(jìn)行其他內(nèi)容的更新：我用過STM32 CH32、HC32F4、S32K148等，還有各種傳感器啥的。

從本章節(jié)開始我們進(jìn)行一個STM32實戰(zhàn)操作，為此我還特意畫了個簡單的板子。 是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，后面會設(shè)計一個BMS的板子來寫一下。

1-編寫第一個程序點亮LED燈

下面是原理圖，連接的是PC0-PC7引腳：

1static void Led_Cofig(void)
 2{
 3    /*定義一個GPIO_InitTypeDef類型的結(jié)構(gòu)體*/
 4    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 5    /*開啟LED相關(guān)的GPIO外設(shè)時鐘*/
 6    RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_GPIO_CLCK, ENABLE);
 7    /*選擇要控制的GPIO引腳*/
 8    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_GPIO_PIN;
 9    /*設(shè)置引腳模式為通用推挽輸出*/
10    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
11    /*設(shè)置引腳速率為50MHz */
12    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //(指的是內(nèi)部驅(qū)動電路的響應(yīng)速度，速度越大越快，一般情況是有多個不同的速度，也可根據(jù)自己的需要安排)
13    GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
14    /* 關(guān)閉led燈    */
15    GPIO_SetBits(LED_GPIO_PORT,  LED1_GPIO_PIN);
16}

1/*LED連接GPIO的定義，程序開發(fā)者如果要修改引腳只需要修改這里就好*/
 2#define LED_GPIO_PORT GPIOC                // GPIO端口定義，為了方便修改
 3#define LED_GPIO_CLCK RCC_APB2Periph_GPIOC /* GPIO端口時鐘 */
 4/*GPIO引腳*/
 5#define LED1_GPIO_PIN GPIO_Pin_0
 6#define LED2_GPIO_PIN GPIO_Pin_1
 7#define LED3_GPIO_PIN GPIO_Pin_2
 8#define LED4_GPIO_PIN GPIO_Pin_3
 9#define LED5_GPIO_PIN GPIO_Pin_4
10#define LED6_GPIO_PIN GPIO_Pin_5
11#define LED7_GPIO_PIN GPIO_Pin_6
12#define LED8_GPIO_PIN GPIO_Pin_7

2-代碼說明

1：GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure 語句是聲明一個結(jié)構(gòu)體GPIO_InitStructure結(jié)構(gòu)體原型由GPIO_InitTypeDef確定（這點是C語言的基礎(chǔ)知識）設(shè)置完之后就可以對GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 進(jìn)行操作。

2：GPIO_SetBits()是庫函數(shù)，可以對多個I/O口同時置1。

這里還有一個GPIO_ResetBits()庫函數(shù)，可以對多個I/O口置0。

注釋和工程添加就不說了，網(wǎng)上相關(guān)的也挺多的。

GPIO_InitStructure.XXXX后面的speed什么的也不說了，不知道的可以去STM32知識篇看看。 這里主要講述函數(shù)配置什么的，畢竟是實戰(zhàn)嘛，指定是不能都介紹的。

3-main函數(shù)

1int main()
2{
3  LED_Init();
4  while (1)
5  {
6
7    GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);
8  }
9}

因為接的是正極，點亮LED燈兩端需要電壓差，所以在這里使用GPIO_ResetBits才能點亮，如果你的一端接的是地，則是使用GPIO_SetBits。 這點要知道。 就是不管是哪種器件，只有保持電壓差才能進(jìn)行一個數(shù)據(jù)的接收，燈的點亮，我認(rèn)為是這樣的，可以說是所有的元器件芯片都是這樣的，但不是絕對的，只能說大部分。

上面點亮之后，我們這樣感覺修改太麻煩。 可以在頭文件之后對其設(shè)置一個宏定義函數(shù)，如下：

1/*標(biāo)準(zhǔn)庫點亮LED燈*/
2/*當(dāng)a=0時，LED燈滅，當(dāng)LED=1時，LED燈亮*/
3#define LED1(a)                                       \\
4    if (a)                                            \\
5    {                                                 \\
6        GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN); \\
7    }                                                 \\
8    else                                              \\
9        GPIO_SetBits(LED_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);

當(dāng)a=1時，燈亮，0時燈滅。

1int main()
2{
3  LED_Init();
4  while (1)
5  {
6    //GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN);
7    LED1(1);
8  }
9}

下面說一說位操作，這是嵌入式開發(fā)中最常用的。

5-位操作

什么是位操作，我認(rèn)為位操作就是吃羊肉串，從前面吃，從后面吃，從中間吃這樣的。 但是官方說法比我這好聽。 其實位操作操作的是二進(jìn)制或者十六進(jìn)制這樣的，你看像不像你在吃羊肉串，比如二進(jìn)制0b0000 0001，你看從后面讀取就相當(dāng)于你從后面開始吃羊肉串。 下面說正經(jīng)的。

我們對上面這個表進(jìn)行一些介紹和使用說明

1. 在不改變其他位的狀況下，對某幾個位賦值

針對這種情況，應(yīng)該怎么做才能實現(xiàn)對某幾個位賦值呢？ 我們可以把“&”和“|” 兩個位操作結(jié)合起來使用，步驟如下。

（1）先對需要設(shè)置的位用“&”操作符進(jìn)行清零操作。

（2）再用“|” 操作符賦值。

例如，在初始化時，若配置PD8引腳為推挽輸出、速度為50 MHz，需將GPIOD-＞CRH的0～3位設(shè)置為3（即二進(jìn)制0011B），這時可先對寄存器的0～3位進(jìn)行“&”清零操作。

1GPIOD->CRH&=0Xfffffff0;      //清掉原來的設(shè)置，同時不影響其他位設(shè)置

然后再與需要設(shè)置的值進(jìn)行“|” 運算：

1GPIOD->CRH|=0X00000003;     //設(shè)置0~3 位的值為3，不改變其他位的值

2. 使用移位操作，提高代碼的可讀性

移位操作在STM32程序開發(fā)中也非常重要。 比如在初始化時，若需要使能GPIOD口的時鐘，就可使用移位操作來實現(xiàn)，使能PORTD時鐘的語句是：

1RCC->APB2ENR|=1<<5;

使能GPIOD和GPIOE口時鐘的語句是：

1RCC->APB2ENR|=3<<5;

這個左移位操作，就是將RCC-＞APB2ENR寄存器的第5位設(shè)置為1，使能PORTD時鐘。 為什么要通過左移而不是直接設(shè)置一個固定的值來對寄存器進(jìn)行操作呢？ 其實，這樣做是為了提高代碼的可讀性以及可重用性。 讀者可以很直觀明了地看到，這行代碼是將第5位設(shè)置為1。 如果寫成：

1RCC->APB2ENR =0x00000020;

但是這樣代碼寫出來不太友好，首先是不可重復(fù)使用，其次真煩呀。 反正這種挺多的，大家可以自己多練練。

3. 取反位操作的應(yīng)用

SR寄存器的每一位都代表一個狀態(tài)。 在某個時刻，我們希望設(shè)置某一位為0，同時其他位都保留為1，簡單的做法是直接給寄存器設(shè)置一個值。

1TIMx->SR=0xF7FF；

上述代碼設(shè)置第11位為0，但代碼可讀性不太友好。 但是我們可以這樣寫：

1#define TIM_FLAG_Update   ((uint16_t)0x0001)
2TIMx->SR &=~(TIM_FLAG_Update <<11);

從上面的代碼中，我們可以從第一條語句看出，宏定義了TIM_FLAG_Update第0位是1，其他位是0； 第二條語句讓TIM_FLAG_Update左移11位取反，第11位就為0，其他位都為1； 最后通過按位與操作，使第11位為0，其他位保持不變。 這樣，讀者就能很容易地看明白代碼，所以代碼的可讀性也就非常強的。