江协科技/江科大-STM32入门教程-2.基于标准库（库函数）新建工程_这些中断达到触发条件后就会自动执行

总目录传送门：https://archie.blog.csdn.net/article/details/132434192

STM32的开发方式

• 目前stm32的开发方式主要有基于寄存器的方式、基于标准库的方式（库函数的方式）、基于HAL库的方式
• 基于库函数的方式是使用ST官方提供的封装好的函数，通过调用这些函数来间接地配置寄存器
• 基于HAL库的方式可以用图形化界面快速配置STM32,但这种方式隐藏了底层逻辑

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库函数文件夹

• 使用库函数的方式，需要准备一个STM32库函数的压缩包，如下：
  
  库函数文件夹里的内容解释如下：
• Libraries里面就是库函数的文件，之后建工程会用到
• project里是官方提供的工程示例和模版，使用库函数可以参考一下
• Utilities是stm32官方评估板的相关例程，这个评估板是官方用STM32做的一个小电路板用来测评stm32的，这个文件夹存的就是这个小电路板的测评程序
• 最后面两个文件，一个是库函数的发布文档（有一些版本的说明），一个是使用手册（教如何使用库函数）

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建工程步骤

1. 给工程起一个通用的名字，文件夹的名称是方便改的，工程名称不太方便改
   

2. 接下来选择器件型号，使用的是stm32f103c8t6
   

3. 这里弹出的是新建工程小助手，可以帮助快速新建工程
   

4. 工程文件是空的，现在这个工程还不能用，需要添加一点工程的必要文件
   

5. 打开固件库的文件夹

• 启动文件的文件路径：Libraries-CMSIS-CM3-DeviceSupport-ST-STM32F10x-startup-arm-

• 如下就是STM32的启动文件，STM32的程序就是从启动文件开始执行的。

• 将全部启动文件全部复制下来，然后回到工程文件夹里
  

6. 工程文件夹如下，里面是新建工程自动生成的文件
   

7. 工程文件夹里，新建文件夹（start）用来存放复制过来的启动文件
   

8. 接着回到固件库的STM32F10x文件，可以看到stm32f10x.h和两个system开头的文件system_stm32f10x.c和system_stm32f10x.h文件，将这三个文件复制下来，也粘贴到Start文件夹下。

• stm32f10x.h是STM32的外设寄存器描述文件，作用和51单片机的头文件REGX52.H一样，是用来描述stm32有哪些寄存器和它对应的地址的
• 两个system文件是用来配置时钟的，stm32主频72MHz，就是system文件里的函数配置的
  

9. 接下来，因为stm32是内核和内核外围的设备组成的，而且这个内核的寄存器描述文件和外围设备的描述文件不在一起，所以还需要添加一个内核寄存器的描述文件。打开固件库文件夹下的 CM3-CoreSupport- 文件夹，这两个cm3（Cortex-M3）文件就是内核的寄存器描述，当然还有一些内核的配置函数，所以多了个.c文件。将两个cm3文件复制粘贴到工程文件夹的Start文件夹下。
   
   
10. 到此为止，工程的必要文件就复制完成了。
11. 然后回到keil软件，将刚才复制的文件（start）添加到工程里。

• 点击选中Source Group 1，然后再点击一下，把这个组改一下名字，也叫Start
  
• 接着右键，选择添加已经存在的文件到组里
  
• 打开start文件节，把下面这个文件过滤器，选择ALL files，这样就可以看到文件节里的所有文件了
  
• 首先添加一下启动文件，启动文件有很多分类，我们只能添加其中一个，我们所用型号需要选择这个后缀为md.s得启动文件（为什么选择这个启动文件，在后面 “新建工程里的启动文件选择” 这个章节解释），选中它点击Add
  
• 然后剩下的.c和.h文件都要添加进来，然后Close，这样我们的Start文件夹里面的文件就添加好了
  
• 这里的文件都是stm32里最基本的文件，是不需要我们修改的，我们添加进来就可以。文件图标上的小钥匙，意思是文件是只读文件，不可修改。

12. 最后我们需要在工程选项里添加上这个文件夹的头文件路径，要不然软件是找不到.h文件的。

• 点击魔术棒按钮，打开工程选项，在c/c++里，找到这个Include Paths栏，然后点击右边的三个点的按钮，然后再点击新建路径，然后再点三个点的按钮，把start的路径添加进来，点击ok，就把这个文件夹的头文件路径添加进来了
  
  
  
  

13. 接下来我们再新建一个main函数，看看工程是否可行

• 打开工程文件夹，新建一个文件夹（user），main函数就放在这个文件夹里
  

• 在keil中，在Target点击右键，点击添加组，命名为User
  

• 然后在user右键，点击添加新文件，选择c文件，名字为main。路径需要注意为User文件夹，要不然默认是放在文件夹外面的，这样我们就有了main.c文件了。
  

• 在main.c里，右键，插入头文件，选择stm32f10x.h
  

• 写一个main函数，点击build按钮，编译并建立工程。目前工程还没有添加stm32的库函数，所以还是基于寄存器开发的工程。

int main (void)  //main函数是一个int型返回值，void参数的函数
{
	while(1)
	{
	
	}

}
 
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• 点击扳手，选择utf-8，避免中文乱摸，tab缩进为4比较舒服
  
  以上就是新建工程的全部内容了。

寄存器方式点灯操作

接下来，进行配置寄存器来完成点灯操作（了解即可）
需要stm32最小系统板，stlink，四根母对母的杜邦线（母对母的杜邦线是指两端都是母插头的杜邦线。这意味着该电缆可以连接两个具有相同或兼容的插头的设备。例如，它可以用于连接两个电子设备的扩展板或连接两个电路板。）

一个灯常量（电源灯），另一个灯默认是闪烁状态（测试程序）

然后，在keil中配置一下调试器，点击魔术棒，选择debug，调试器默认是ULINK，更换为stlink调试器，然后再点击右边的设置按钮，在flash下载这一项，把reset and run 勾上（勾上后，我们下载程序后会立马复位并执行，否则每次下载后，还需要按一下板子上的复位按键才能执行程序），配置好调试器后，点击确定，ok。


然后重新编译一下，再点击LOAD按钮（程序下载到stm32里），板子上灯不闪（因为程序为空）

接下来，配置寄存器，来点亮灯，我们只需要配置3个寄存器就可以点灯了

1.打开GPIOC的时钟（PC13亮灯）

首先RCC的一个寄存器，来使能GPIOc的时钟，GPIO都是APB2的外设，所以在APB2外设时钟使能寄存器RCC_APB2ENR里面配置，在参考手册中可以看到这里有个位4IOPCEN，这一位就是使能GPIOC的时钟的，这一位写1就是打开GPIOC的时钟，（这一位写1，其它无关项先给0，那整个寄存器的2进制数据换成16进制，就是4个分组，也就是0 0 0 0 0 0 1 0）。然后回到keil，在while死循环之前，写上RCC的APB2ENR寄存器等于0x0000 0010，这样就可以打开GPIOC的时钟了。如下图。

2.配置PC13口的模式
在参考手册中找到端口配置高寄存器GPIOx_CRH（因为灯接在PC13口上的，低寄存器是0-7，高寄存器是8-15，所以配置高寄存器）,这个x可以是A到E的任意一个字母，然后右边的CNF13和MODE13就是用来配置13号口的，CNF我们需要配置为通用推挽输出模式，也就是这两位为00，MODE配置为输出模式，最大速度可以给50MHz，也就是这两位为11，最后我们对照上面的寄存器，那四位为0011，其它都给配置为0，这样整个寄存器的值换算成16进制就是0030 0000，然后在keil中写上GPIOC的CRH=0x0030 0000。

3. 端口输出数据寄存器
   接下来我们就可以给pc13口输出数据了，在参考手册中看到端口输出数据寄存器GPIOx_ODR,中间有一位ODR13,这一位写1，13号口就是高电平，写0就是低电平。如果写1的话，ODR的值就是0000 2000，在keil中写上GPIOC的ODR等于0x0000 2000，因为等是低电平点亮的，所以我们给ODR等于0x0000 0000就是亮，给ODR等于0x0000 2000，就是灭灯。
   
   

以上就实现了寄存器方式点灯，代码如下

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

int main (void) // main函数是一个int型返回值，void参数的函数
{
	RCC->APB2ENR = 0x00000010;  // 打开GPIOC的时钟
	GPIOC->CRH = 0x00300000;	// 配置pc13的模式
	GPIOC->ODR = 0x00002000;    // 配置端口输出数据寄存器，pc13高电平灭灯
	while(1)
	{
	
	}

}
// 最后一行必须是空行，要不然会报错

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库函数工程建立

1. 打开工程文件夹，新建一个文件夹叫library，用来存放库函数,接着打开固件库的文件夹，打开librarys-stm32标准外设驱动-src-这些就是库函数的源文件，misc（混杂的意思）是内核的库函数，其它的就是内核外的外设库函数，全选这些库函数文件粘贴到工程文件夹的library下。然后再打开固件库的inc文件夹，这些是库函数的头文件，全部复制粘贴到工程文件夹library下。
   
   
   2.接着回到keil软件，同样在Target处右键，然后添加组，然后改名为library，再右键，添加已经存在的文件，打开library，全选，添加，这样就把所有的库函数文件都添加进来了，但是对于这个库函数来说，现在还不能直接使用，需要再添加一个文件，
   
   3.打开固件库文件夹–打开project–打开–stm32template文件夹里，有两个it结尾的文件和一个conf.h的文件。conf（configuration）文件是用来配置库函数头文件的包含关系的，以及里面还有个用来参数检查的函数定义，这是所有库函数都需要的。两个it（interrupt）文件是用来存放中断函数的。将这三个文件复制粘贴到工程的user目录下，接着回到keil软件，在user组里，将刚才的三个文件添加进来。
   
   
   
   4.最后还需要一个宏文件，可以在这个 #include “stm32f10x.h” 文件右键，打开文件，划到最下面
   
   看到这个语句，这是一个条件编译，意思是，如果你定义了USE_STDPERIPH_DRIVER （使用标准外设驱动）这个字符串，下面这个 #include "stm32f10x_conf.h"语句才有效。
   
   所以，我们还需要复制一下这个USE_STDPERIPH_DRIVER 字符串，然后打开工程选项（魔术棒），在c/c++的Define栏目粘贴这个字符串，这样才能包含标准外设库（库函数 ）
   
   当然还有下面的头文件目录，把user和library目录的路径也都添加上
   
   这样，我们基于库函数的的工程就建好了。
   可以看到Library里面的库函数也带了钥匙，不需要我们进行更改，我们唯一需要更改的是user组的文件。
   点一下三个箱子的按钮，将这个Library往上挪一下，将不用改的放到最上面，看着舒服。

库函数方式点灯操作

库函数其实也是间接配置寄存器，所以和上面寄存器方式操作步骤一样。

1.首先是使能时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);// 打开GPIOC的时钟
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使用如下函数来开启时钟，有两个参数，第一个是选择外设，第二个是选择新的状态

右键，跳转到函数定义，有函数的简介和参数说明，brief是简介，param是参数，一共两个参数。第一个参数可以是arg里的任意一个，第二个参数可以是enable或者disable

这个函数内部其实还是配置RCC-APB2ENR这个寄存器，经过函数的包装，我们不需要去查手册来确定哪一位是干嘛。而且，这里已经帮我们用与或来操作了，所以这个库函数是不会影响到寄存器的其它位的，这就是库函数和寄存器的区别

2.第二步是配置端口模式

有两个参数，第一个是选择哪个GPIO，第二个是参数的结构体，这个比上一个函数要麻烦一些，但也是一个套路，我们根据提示来配置参数即可。这里使用了结构体来配置参数，代码逻辑还是有些复杂的，这个后面还会讲。

首先还是去到这个函数的定义，介绍是说根据GPIO-Init结构体的参数来配置GPIO，第一个参数GPIOx，其中x可以是A到G，来选择你要配置哪个GPIO，第二个参数是一个GPIO-InitTypeDef的结构体

我们需要先定义一个结构体，在上面先把这个结构体的类型写上，然后给结构体起个名字，根据官方的推荐，我们最好起一个这样的名字，叫GPIO-InitStructure，然后把结构体的每个参数填上，复制粘贴结构体的名字，然后用点来引出结构体的参数（三个参数：GPIO模式、GPIO端口、GPIO速度）

最后也是一样，右键转到Mode的定义介绍是说这个参数可以是GPIOMode-TypeDef里的一个值，可以选中GPIOMode-TypeDef这个字符，按一下Ctrl+F，搜索一下这个定义的位置，点击find next，可以看到，这是个枚举类型的结构体，GPIOMode就是这里的其中一个值，然后我们选择Out-PP这一项，是通用推挽输出。


然后我们继续看下一个参数 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin，转到它的定义，这里下面出现了一个框，这个是说他的定义有很多个，我们在框中选择member这一项，双击，然后跳转的其实还是刚才那个函数说明位置，这个GPIO_Pin的说明是说这个参数在GPIO_pins_define里面定义了，我们还是一样，选中，Ctrl+F， find next，可以看到这里有个宏定义的列表，我们选择GPIO_PIN_13,复制，然后填到第二个参数位置


结构体第三个参数也是一样，右键，跳到定义，选中，Ctrl+F，Find Next，选中50MHz的速度，复制粘贴

目前，结构体变量就有了，如下代码：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 ;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
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现在，我们就可以填这个GPIO_Init的第二个参数了，第二个参数的说明是一个指向结构体的指针，所以这里我们需要传递结构体的地址，那我们复制结构体的名字，粘贴到第二个参数位置，然后前面加一个取地址的符号（&），这样，GPIO模式就配置完成了，这个配置的操作方式看上去比较难理解，但是STM32的这种方式都是固定的，大家多打几次就知道咋用了。

GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
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3.最后，设置端口的高低电平来进行点灯。

函数GPIO_SetBits，可以把指定端口设置为高电平，大家也可以去看一下参数的说明，第一个是GPIOC，第二个是GPIO_Pin_13,这一句就可以将PC13口置为高电平

GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); // 设置端口的高电平
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GPIO_SetBits函数可以置低电平，这一句可以将pc13口置为低电平

GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);// 设置端口的低电平
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好了，至于stm32 GPIO口结构，结构体和库函数的操作这些，将在下节叙述

新建工程里的启动文件选择

我们新建工程第一个加的就是启动文件，这个启动文件有很多类型，至于选择哪一个，我们要根据芯片型号来选择。在下面的表中，这是stm32f1系列中的型号分类，其中根据Flash的大小，分为了小容量产品LD，中容量产品MD、大容量产品HD…。stm32f100系列为超值系列，简写为VL，F105和F107为互联型产品CL，这个就没有根据Flash大小来分类.stm32f103c8t6的Flash为64K，所以选择MD的启动文件。

型号分类及缩写如下：

新建文件步骤总结

1. 建立工程文件夹，Keil中新建工程，选择型号
2. 工程文件夹里建立Start、Library、User等文件夹，复制固件库里面的文件到工程文件夹
3. 工程里对应建立Start、Library、User等同名称的分组，然后将文件夹内的文件添加到工程分组里
4. 工程选项，C/C++，Include Paths内声明所有包含头文件的文件夹（因为像Start等文件夹是自己建的，keil并不知道，所以必须声明一下路径，最好就是自己新建文件就声明一下，这样就不会出现.h文件找不到的问题）
5. 工程选项，C/C++，Define内定义USE_STDPERIPH_DRIVER（使用库函数就必须定义这个）
6. 工程选项，Debug，下拉列表选择对应调试器，Settings，Flash Download里勾选Reset and Run

工程架构

1.工程结构主动执行的部分（工程架构左边两个图）
首先是startup启动文件，这个是程序执行最基本的文件，keil中启动文件是用汇编写的，启动文件内定义了中断向量表，中断服务函数等，这个中断函数中有个复位中断，这就是整个程序的入口，当stm32上电复位或者按下复位开关之后，程序就会进入复位中断函数执行，复位函数中断就主要做了两件事情，第一个是调用SystemInit函数，第二个是调用main函数，然后程序就结束了，当然，实际上单片机的程序永远都不会结束，所以在main函数的最后一定有一个死循环，SystemInit函数就是定义在System_xx开头的.c里的,在keil里也可以看到这个函数的定义（在main函数之前，单片机就已经执行了一堆东西了，帮我们把闪存接口，时钟等一系列杂碎的东西都配置好了）。另外在启动文件还定义了stm32所有的其他中断，这些中断达到触发条件后就会自执行，这个中断函数的定义就是在stm32fx_it里面的，自己的中断有建议位置，如下图有所示，当然我们还是习惯在哪里用中断就在哪里，写在别的地方也是可以的，以上就是中断部分的逻辑，另外你也可以自己定义一些用户文件，来封装一些模块供主程序和中断调用，有利于程序结构的模块化，要不然所有的程序都在主函数里，那主函数就太长了，到此为止，这个工程结构主动执行的部分就介绍完了




2.被动执行部分（工程架构右1图）
被动执行部分，相当于stm32的资源了，我们在主函数或者中断函数里，就可以调用这些资源，右上角这两个stm32f10x.h和core_cm3这些文件就是外设和内核外设的寄存器描述，点开文件可以看到，都是寄存器和寄存器名字，还有地址信息等，如果直接调用这些寄存器来使用stm32，那就是寄存器的开发方式，很麻烦，所以就提供了下面的两个文件，就是库函数文件，在keil中可以看到，这每个外设都提供了一大堆函数，这些函数封装了寄存器的操作，给我们提供更加人性化的函数调用方式，只要学会了操作套路，那配置一个外设就很简单，连手册都不需看。这个conf的文件就是用来配置头文件的包含关系的，在keil中可以看到conf文件include了所有的库函数头文件，同时我们在stm32f10x.h的最后又包含了conf，所以在使用这些库函数时，我们只需要包含stm32f10x.h这一个头文件，就相当于包含了所有的库函数头文件，这样我们就可以任意地调用库函数了，以上就是整个工程的结构和每个文件的使用