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STM32-标准库点灯大师_stm32点亮一个灯标准库

作者：2023面试高手 | 2024-04-24 12:14:50

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stm32点亮一个灯标准库

目录

首言

一、装配标准库

下载标准库

二、操作stm32的GPIO口的步骤

三、相关库函数说明

1.gcc相关函数

2.GPIO_Init函数

3.GPIO输出函数

四、编写代码，点亮led

1.开启RCC时钟

2.初始化GPIO口

（1）定义结构体

（2） 使用GPIO_Init函数

3.点亮LED灯

（1）延时函数

 （3）设定灯的亮灭

4.完整代码

五、检验效果

1.时序波形

2.烧录结果

六、总结

七、参考

首言

对于stm32的操作，通常有寄存器、标准库、HAL库三种编译方式，在本文主要就是借用点灯这一实例，展示标准库是如何让GPIO工作起来的。

一、装配标准库

下载标准库

下载地址：
链接: STM32 Standard Peripheral Libraries - STMicroelectronics

STM32F103标准库模板：

STM32工程文件夹主要包含以下几个文件夹:

  • Library: 放置库文件,包含驱动程序和算法等。提供运行需要的驱动程序支持。
  • Listings: 放置汇编列表文件(.lst)。这些文件记录了编译过程中产生的汇编代码。
  • Objects: 放置目标文件(.o文件),这些文件是编译源代码(.c文件)后的结果,包含机器码等。
  • Start: 放置启动文件startup_stm32f10x_xx.s,包含系统时钟配置、堆栈设置、中断向量表等初始化代码。
  • User: 用户代码文件夹,放置用户自己编写的源代码(.c文件)。
  • 其中:
  • Listings和Objects是编译过程中的中间文件。
  • Startup文件负责系统初始化。
  • User文件夹放用户应用程序源代码。

接下来就是将这些文件配置进入工程

首先将工程文件夹里面的文件全部导入工程，全部的.c和.h文件

接着点击魔术棒，导入文件夹路径

 

二、操作stm32的GPIO口的步骤

1.使用RCC开启GPIO时钟

2.使用GPIO_Init函数初始化GPIO口 

3.使用输入输出的函数控制GPIO口

给指定端口给定想要的高低电平，本文采用高电平熄灭、低电平点亮的模式。 

三、相关库函数说明

1.gcc相关函数

因为本文需要点亮LED灯，因此我们只需要借助GPIOx端口进行输出高低电平，因此需要开启APB2 时钟，语法如下：

RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)

第一个参数是选择输出端口，通常为GPIOA、GPIOB等，第二个参数是选择状态，使能（ENABLE）和失能（DISABLE）二选一 

2.GPIO_Init函数

GPIO_Init的语法为：

GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

在使用时需要端口和初始化结构体，因此在使用该函数之前，需要先定义一个结构体。

3.GPIO输出函数

  1. void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//把指定端口的引脚设置为高电平
  2. void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//把指定端口的引脚设置为低电平
  3. void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);//对指定端口的引脚进行写入操作
  4. void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);//对指定端口的16个引脚同时进行写入操作

四、编写代码，点亮led

1.开启RCC时钟

本文需要使用的引脚为PA0-15，因此需要开启APB2的外设使能时钟，如下：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

2.初始化GPIO口

（1）定义结构体

结构体的类型为：GPIO_InitTypeDef

该结构体的成员有三个，分别为：GPIO_Pin、GPIO_Speed、GPIO_Mode。 

GPIO_Mode为GPIO工作的模式，共八种，如下所示：

  1. typedef enum
  2. { GPIO_Mode_AIN = 0x0,//模拟输入
  3.   GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,//浮空输入
  4.   GPIO_Mode_IPD = 0x28,//下拉输入
  5.   GPIO_Mode_IPU = 0x48,//上拉输入
  6.   GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,//开漏输出
  7.   GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,//推挽输出
  8.   GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,//复用开漏输出
  9.   GPIO_Mode_AF_PP = 0x18//复用推挽输出
  10. }GPIOMode_TypeDef;

GPIO_Pin为我们选择的引脚，按照格式选择相应引脚即可，如下：

 GPIO_Speed为输出速率，具体如下：

本文具体创建的结构体代码如下：

  1. GPIO_InitTypeDef GPIOA_Initleds;
  2. 	GPIOA_Initleds.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出模式 
  3. 	GPIOA_Initleds.GPIO_Pin =GPIO_Pin_All;//输出引脚为PA0-15全部作为输出端口
  4. 	GPIOA_Initleds.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;//输出速率为50MHz

（2） 使用GPIO_Init函数

GPIO_Init (GPIOA,&GPIOA_Initleds);//&是取地址的意思

3.点亮LED灯

因为本文是直接对PA0的8个端口进行灯的亮灭操作，因此本文选用的是GPIO_Write函数

（1）延时函数

本文因为延时函数比较常用，将延时函数做成了Delay.h的头文件，其中.C文件代码内容具体如下：

  1. #include "stm32f10x.h"
  2.  
  3. /**
  4.   * @brief  微秒级延时
  5.   * @param  xus 延时时长，范围：0~233015
  6.   * @retval 无
  7.   */
  8. void Delay_us(uint32_t xus)
  9. {
  10. 	SysTick->LOAD = 72 * xus;				//设置定时器重装值
  11. 	SysTick->VAL = 0x00;					//清空当前计数值
  12. 	SysTick->CTRL = 0x00000005;				//设置时钟源为HCLK，启动定时器
  13. 	while(!(SysTick->CTRL & 0x00010000));	//等待计数到0
  14. 	SysTick->CTRL = 0x00000004;				//关闭定时器
  15. }
  16.  
  17. /**
  18.   * @brief  毫秒级延时
  19.   * @param  xms 延时时长，范围：0~4294967295
  20.   * @retval 无
  21.   */
  22. void Delay_ms(uint32_t xms)
  23. {
  24. 	while(xms--)
  25. 	{
  26. 		Delay_us(1000);
  27. 	}
  28. }
  29.  
  30. /**
  31.   * @brief  秒级延时
  32.   * @param  xs 延时时长，范围：0~4294967295
  33.   * @retval 无
  34.   */
  35. void Delay_s(uint32_t xs)
  36. {
  37. 	while(xs--)
  38. 	{
  39. 		Delay_ms(1000);
  40. 	}
  41. }

本文的题目要求是需要亮灭间隔1秒，因此直接调用Delay_s即可

具体代码如下：

Delay_s(1);

 （3）设定灯的亮灭

本文因为要使8个引脚的灯按规律亮灭，如果使用GPIO_Bits和GPIO_Rebits需要重复写八次，代码内容繁多，因此本文直接使用GPIO_Write函数对十六个端口进行写入操作，同时借用循环移位操作，每次向左移位一次，实现灯的亮灭转换，具体的代码如下：

  1. for (i=0;i<=7;i++)
  2. 		{
  3. 			GPIO_Write(GPIOA,~(0X0001<<i));//0000 0000 0000 0001取反
  4. 			Delay_s(1);
  5. 			if (i==8)i=0;
  6. 		}

4.完整代码

  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2. #include "Delay.h"
  3.  
  4. int main(void)
  5. {
  6. 	//开启时钟
  7. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  8. 	//初始化GPIO口
  9. 	GPIO_InitTypeDef GPIOA_Initleds;
  10. 	GPIOA_Initleds.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出模式 
  11. 	GPIOA_Initleds.GPIO_Pin =GPIO_Pin_All;//输出引脚为PA0-15全部作为输出端口
  12. 	GPIOA_Initleds.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;//输出速率为50MHz
  13. 	GPIO_Init (GPIOA,&GPIOA_Initleds);//&是取地址的意思
  14. 	while (1)
  15. 	{
  16. 		int i;
  17. 		for (i=0;i<=7;i++)
  18. 		{
  19. 			GPIO_Write(GPIOA,~(0X0001<<i));//0000 0000 0000 0001取反
  20. 			Delay_s(1);
  21. 			if (i==8)i=0;
  22. 		}
  23. 	}
  24. }

五、检验效果

1.时序波形

首先设置debug

接下来再点击debug，进行引脚设置

最后点击 全速运行程序，即可输出波形

由波形可以看出，PA0-7的引脚能够依次实现亮灭

2.烧录结果

由于本文将拍摄的视频转为gif格式，看出来的有延时，间隔比1s大了，但是实际是烧录情况是非常完美的 

六、总结

  • 配置GPIO引脚：首先，需要配置微控制器的GPIO引脚，以便将LED连接到适当的引脚上。这可以通过在STM32CubeMX中配置引脚映射来实现。在配置过程中，需要为LED选择一个适当的GPIO引脚，并确保将正确的端口和引脚号映射到该引脚。
  • 初始化GPIO库：在Keil中，需要编写初始化代码来启用GPIO库，并设置GPIO引脚的模式为输出模式。这可以通过调用HAL库函数来完成。例如，使用STM32CubeMX生成的初始化代码中通常会包括以下内容：
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

 

其中，GPIOA是端口名称，GPIO_InitStruct是一个结构体，包含了引脚配置信息。

  • 点亮LED：一旦GPIO库初始化完成，可以使用标准库函数来控制LED的亮度。在大多数情况下，这意味着将GPIO引脚的值设置为高电平（HIGH）以点亮LED。例如，使用STM32CubeMX生成的代码中通常会包括以下内容：
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);

其中，GPIOA是端口名称，GPIO_PIN_1是LED连接到的引脚号，GPIO_PIN_SET表示将引脚设置为高电平状态。

  • 编译和调试：最后，使用Keil编译器将源代码编译成可执行文件，并使用调试器进行调试。可以在Keil的仿真器中模拟LED的行为，以确保代码正常工作。

七、参考

https://www.bilibili.com/video/BV1th411z7sn?p=6&vd_source=282ea78ce81b7a1817b467d1df493b2a

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