蓝桥杯嵌入式-HAL库-新建工程_蓝桥杯嵌入式hal库

实验目的

1、学会新建STM32CubeMX工程
2、学会Keil软件的使用
2、感受STM32的魅力

按键实验示例

一、新建STM32CubeMX工程

1、打开软件，进入软件主界面，如图1所示。（注：可以点击“Home”进入主界面）

图1

2、点击图1中的“ACCESS TO MCU SELECTOR”
3、点击后，可能出现图2,也可能不出现图2，直接出现图3。

图2
4、点击“Cancel”，出现图3

图3
5、在“Part Number”搜索框中输入芯片型号，出现②，双击具体的芯片型号（如：“STM32G431RBTx”）（或者点击Start Project），如图4所示

图4
6、进入配置界面，如图5所示

图5
7、新建一个文件夹，用来存放工程文件，如“template”,点击软件右上角的“File”—“Save Project”，得到一个ioc文件，如图6所示

图6
8、配置时钟树
8.1在“Pinout & Configuration”中，点击“System Core”—“RCC”, HSE选择“Crystal/Ceramic Resonator”,如图7所示。

图7
8.2 点“Clock Configuration”,晶振频率设置为“8”M,“PLLM”设置为“/2”，“*N”设置为“X 20”,得到80M的频率，如图8所示

图8
9、配置“Project Manager”。如图9所示。
9.1设置工程名“Project Name”,如：“KEY”。
9.2 Project Location（工程存放路径）。点击“Browse”选择工程存放路径（可使用默认路径）。9.3“Application Structure”（应用程序结构）选择“Basic”。
9.4“Toolchain/IDE”（工具链选择）选择“MDK-ARM”/“MDK-ARM V4”/“MDK-ARM V4”（根据KEIL MDK的版本进行选择）。
9.5“Use Default Firmware Location”（使用默认固件包） 这里勾选上就会根据系统进行默认匹配固件包，一般建议默认。当然，不勾选，可以自己选择指定固件包。

图9
10、引脚配置。
10.1在Pinout & Configuration”中，点击“System Core”—“GPIO”,打开“Pinout view”（默认已打开）。如图10所示。

图10
10.2 点击需要设置的引脚，如：PC13。会出现引脚功能，选择需要的功能，如：GPIO_Output。设置完成后，引脚会变成绿色。如图11所示。

图11
10.3 设置引脚相关参数。如图12所示。
双击所要设置的引脚这一栏，然后对引脚进行设置。
例如：设置PC8为低电平（Low）、推挽输出（Output Push Pull）、无上下拉（No pull-up and no pull-down）、低速（Low）、不设置引脚别名（空着不设置）
输入引脚：
GPIO mode：设置输入模式。默认为Input mode
GPIO Pull-up/Pull-down：设置上下拉模式。分为上拉（Pull-up）、下拉（Pull-down）、无上下拉（No pull-up and no pull-down），根据需要，选择不同的上下拉模式。自己查下资料，GPIO上下拉的区别与用法。（后面我再整理）
输出引脚：
GPIO output level:设置GPIO的高/低电平。结合电路图设置高/低电平。
GPIO mode：设置输出模式。分为推挽输出（Output Push Pull）和开漏输出（Output Open Drain）。自己查下区别和用法。（后面我再整理）
GPIO Pull-up/Pull-down：同输入引脚的GPIO Pull-up/Pull-down
Maximum output speed:设置GPIO的速度。分为低速（Low）、中速（Medium）、高速（High）、超高速（Very High）。自己查下区别和用法。（后面我再整理）

图12
11、生成代码。如图13所示。
点击“GENERATE CODE”

图13
12、打开工程。
12.1点击“Open Project”，打开工程。（点击“Open Folder”，即打开工程所在的文件夹）如图14所示。

图14
12.2 打开工程后，如图15所示。

图15

二、MDK设置

1、点击“魔术棒”，弹出新界面，如图16所示。

图16
2、点击“Debug”,点击下拉框，选择赛方提供的仿真器（仿真器的作用：下载并调试代码），如：CMSIS-DAP Debugger。如图17所示。

图17
3、点击“Settings”，弹出另一个界面，如图18所示。

图18
4、点击“Flash Download”,勾选“Rest and Run”，使得程序下载到单片机中后自动运行（如果不勾选，需要按下单片机的复位键运行程序）。，如图19所示。

图19
5、已设置完毕，关闭设置界面。
点击“Cortex-M Target Driver Setup”界面中的“OK”，再点击“Options for Target‘KEY’” 界面中的“OK”。如图20所示。

图20

三、编译、擦除、下载

1、编译。
1.1点击编译工程的图标，如图21所示。（注：编译过程中：图标是“灰色的”）

图21
1.2 编译完成，如图22所示。0错误表示程序没有问题（有警告也没事）。

图22
2、擦除。擦除单片机中的程序。
2.1 将仿真器的一端插到电脑的USB口上，另一端连接单片机的下载端口（CN2）。如图23所示。（注：擦除或下载程序，都需要连接单片机和电脑）

图23
2.2 点击“Flash”，再点击“Erase”，如图24所示。

图24
2.3 擦除完成。如图25所示。

图25
3、下载。将程序下载到单片机中。
3.1点击下载图标进行下载，如图26所示。

图26
3.2 下载完成，如图27所示。

图27

四、编写代码

1、打开卖家提供的实验程序，将实验程序的关键代码，复制粘贴到自己新建工程的对应位置中。如图28所示

图28
2、编译、擦除、下载（编译、擦除顺序可互换）

五、程序与原理图分析

1、原理图分析
1.1 LED指示灯（二极管），如图29所示。

图29
由LED指示灯原理图可知，8个LED指示灯LD1_{LD8分别对应PC8}PC15。LED灯左边连接（并联）VDD，右边最后连接到单片机的8个引脚PC8~PC15。
当PC8为低电平时，LED灯两端存在电压差，电流从二极管的阳极流向阴极，从而LED指示灯亮。
当PC8为高电平时，LED灯两端不存在电压差，二极管两端无电流，从而LED指示灯灭。
1.2 按键，如图30所示。

图30
由按键原理图可知，B1对应PB0,B2对应PB1, B3对应PB2,B4对应PA0。
按键未被按下时，GPIO引脚的输入状态为高电平；按键按下时，GPIO引脚的输入状态为低电平；
2、程序分析
2.1根据main.c程序可知，B1、B2、B3、B4分别控制（LD1和LD2）、（LD3和LD4）、（LD5和LD6）、（LD7和LD8）。当按键按下时，GPIO引脚的输入状态为低电平，HAL_GPIO_ReadPin函数读取到按键的低电平，函数返回值为0,与GPIO_PIN_RESET（相当于0）相等，执行对应的语句，对应的两个灯亮，PD2先不锁存数据，后锁存数据，使得灯一直亮着。蓝桥杯电子类的实训指导书上指明：锁存器的使能端与PD2相连，低电平时锁存数据（锁存器输出不随输入变化），高电平时不锁存数据（锁存器输出随输入变化）。如图31~32所示。

图31

图32

void SystemClock_Config(void); //配置时钟系统
static void MX_GPIO_Init(void); //初始化引脚相关配置
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_SET);//使得GPIOC组的所有引脚输出高电平（GPIO_PIN_SET相当于1），即8个LED指示灯LD1~LD8全部熄灭
HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0);//读取PB0的输入状态的电平，即按键被按下
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);//使得PC8和PC9输出低电平（GPIO_PIN_RESET相当于0），即使得2个LED指示灯LD1~LD2亮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);//使得PD2输出高电平，即不锁存数据
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);//使得PD2输出低电平，即锁存数据
1
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7

while(1){ }:让单片机一直运行
其他代码自己上网搜下吧，比如void SystemClock_Config(void); //配置时钟系统
static void MX_GPIO_Init(void); //初始化引脚相关配置 两个函数具体的定义中每条语句的含义。
注：图31~32的代码需要自行编写，STM32CubeMX软件不能直接生成那些逻辑代码，本实验的其他代码是由STM32CubeMX软件生成的。因此在时钟系统配置和引脚配置上，STM32CubeMX软件极大地减轻了开发人员的负担。

六、实验现象

烧录按键的程序后，8个LED灯全灭。
按下B1，LD1和LD2亮，之后按下其他按键，LD1和LD2依然保持亮的状态（以此类推）；
按下B2，LD3和LD4亮（加上LD1和LD2，一共4个指示灯亮）；
按下B3，LD5和LD6亮（加上LD1、LD2、 LD3和LD4，一共6个指示灯亮）；
按下B4，LD7和LD8亮（加上LD1、LD2、 LD3、LD4 、LD5和LD6，一共8个指示灯全亮）；
当然，按下按键的顺序随意调换。按下B1和B4时，LD1、LD2、LD7和LD8亮，实验效果如图33所示。

图33

七、总结

该实验只使用到了GPIO，难度小。大家可以在此基础上改编代码，实现新功能。

蓝桥杯嵌入式-HAL库-LED_TEST