2020年08月27日 | STM32之LED配置

最近准备开始学习stm32，当然51的学习也会一起进行，如开头所讲，希望每天都能有所收获吧！！！菜鸟思维，写的可能会有一点繁琐，但是我觉得学习是要一步一步来的，也希望自己可以把每一点都弄懂，嗯，就是这样

开始学习之前当然要先搭建好学习环境，关于软件的下载以及工程搭建，CSDN上有很多博主写的都很详细，下面给出两篇参考博客，也是我在学习过程中借鉴的博客（博主写的可以说超级详细了）：

• https://blog.csdn.net/qq_34952376/article/details/81166033

• https://blog.csdn.net/ReCclay/article/details/86616210

stm32编程方式有两种：一种是直接操作寄存器，另一种是配置库函数， emmm，感觉大多数情况下还是库函数比较好用，配置寄存器的话要记的东西比较多，感觉我也记不住，哈哈。但是关于寄存器的知识我们还是要了解的，具体知识可以参照《STM32中文参考手册》来学习，下面我们来说说怎么实现LED的配置的。

开始写配置LED的函数之前，我们还是和学习51时一样，需要先看一下原理图，明确一下LED的电路结构：

从原理图上我们可以看到：单片机的各个引脚是通过一个573锁存器和LED相连的，这个573我们在51里也很常见，需要注意的就是只有在使能573的情况下才能实现端口数据的传输，也就是说我们需要把N-LE对应的引脚拉高。

接下来我们找一下红线框部分对应的引脚（emmm，这里和51就不太一样，可以看一下图）


上面分别是J1和J2两个排针，上面的引脚是一一对应的，从开发板上我们也可以看到，这两个排针的对应引脚是用跳线帽连接在一起的（感觉很方便呀）
N-LE对应的是PD2，而D0到D7这八个LED分别对应PC8-PC15

那么LED的配置是配置什么呢？
引脚模式，也可以理解成一种初始化函数，具体步骤是：配置端口时钟（时钟使能），设置引脚号，设置引脚速率，配置端口模式，配置输出数据。

下面我们就按照步骤来一步一步完成LED的配置：

• 配置端口时钟
  明确： STM32的GPIO外设是挂接在APB2总线上的，所以要完成使能我们就需要设置APB2外设时钟使能寄存器，这时候可以查阅手册看一下APB2外设时钟使能寄存器的相关知识：
  
  图上红色线框部分是GPIO外设的相关时钟，而我们从原理图上可以得知，LED配置需要使能的时钟是：GPIOC（IO端口C）和GPIOD（IO端口D）
  
  置1表示使能
  下面我们用两种方法来实现一下时钟的使能，也顺便理解比较一下stm32编程的两种方法：

1. 配置寄存器法：
   在stm32f10x.h文件（库函数内）中我们可以找到外设时钟使能寄存器的相关定义：
   
   RCC的声明，使用RCC_TypeDef类型指针对RCC端口时钟地址进行强制类型转换，也就是说把RCC_BASE强制转换成一个结构体指针，然后通过宏定义，替换成用RCC表示的，这样我们在结构体中定义的各个变量也就相应的移植到了RCC内部的地址空间。
   
   好了，明确了上面的那些内容，我们就可以进行相应时钟（GPIOD和GPIOC）的使能了，GPIOC和GPIOD分别对应位4和位5，所以我们下面要做的就是让APB2外设时钟使能寄存器的位4和位5置1，看代码：

RCC->APB2ENR |= (1 << 4);//使能GPIOC时钟

RCC->APB2ENR |= (1 << 5);//使能GPIOD时钟

我们上面解释过了RCC是一个结构体指针，APB2ENG是这个结构体内部声明的一个变量，所以在调用时就需要用 “->” 这个符号，下面以使能GPIOC为例解释一下为什么可以实现位4置1：
先来看1 << 4：1用16进制表示出来是：00000001，左移四位变成了00010000；RCC->APB2ENR |= (1 << 4)，APB2外设时钟使能寄存器的复位值是00000000，和00010000进行或运算，结果是：00010000，实现了位4置1，并且不改变其它位
注意：位是从0 开始表示的，所以位4实际上就是第5位

1. 调用库函数法:
   STM32有着非常好用的库函数，功能很全也很多，其中就有初始化时钟的函数，在stm32f10x_rcc.h文件中可以找到相关定义，然后可以点击函数名按快捷键F12，直接定位到函数体，然后我们就可以明白各个变量的含义了：

第一个变量表示使能哪一个时钟，NewState表示使能（ENABLE）还是不使能（DISABLE）

看代码：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//使能GPIOD和GPIOC

/*还可以分开写*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC， ENABLE);//使能GPIOC

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD， ENABLE);//使能GPIOD

• 
  

• 设置引脚相关：
  引脚号，引脚速率，引脚模式，也就是初始化引脚配置，我们这里就直接用库函数配置的方法来做：
  STM32的IO模式（引脚模式）有8种：模拟输入、浮空输入、上拉输入、下拉输入、通用推挽输出、通用开漏输出、复用推挽输出、复用开漏输出，这8种模式比较重要，想要详细了解的话，可以参照下面的博客：
  https://blog.csdn.net/techexchangeischeap/article/details/72569999
  此外输出模式还包括3种输出速率，emmm，可以想见我们的库函数里对于这一部分肯定也是用结构体封装的。
  在stm32f10x_gpio.h文件里我们可以找到相关定义:
  
  
  
  在stm32f10x_gpio.h文件里我们可以找到对应的端口引脚定义:
  

ok，现在我们来写引脚模式配置的部分，以GPIOD（PD2）为例说明：
思想就是：先定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体变量，然后为这个结构体的各个变量赋值，然后再调用初始化函数

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义一个结构体变量

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;//设置引脚号

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;//设置引脚速率10MHZ

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//设置为通用推挽输出模式

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//调用初始化函数，初始化引脚配置

关于初始化函数，在stm32f10x_gpio.h文件里可见定义，还是同样的操作，按快捷键F12，找到对应的函数体：

关于GPIOC相关引脚的配置，在设置引脚号时有技巧：
我们如果一个一个引脚定义的话，需要从PC8定义到PC15，太麻烦了，我们可以把对应的地址相加，得到结果是0xFF00，就实现了这8个引脚号的配置了：

• 配置输出数据:
  说白了就是给我们上面定义的引脚赋一个初值（我们默认上电LED的状态是关闭的，所以这里要把相关引脚拉高），但是要注意LED相关引脚的赋值要在使能573的情况下进行，这里我们可以操作寄存器，也可以操作相应的库函数，emmm，前面对两种方法已经作了比较，这里就不过多说明，我觉得这里操作寄存器比较方便，就说下操作寄存器的方法吧：
  这里就又涉及到了一个知识，就是GPIO端口寄存器的结构，读者可以在手册上查找到相关内容，这里我只说一下端口输出数据寄存器（要用到的）：
  
  这个部分和RCC时钟配置差不多，思想也是一样的，相关结构体的定义在stm32f10x,h文件里可以找到，下面贴出：
  
  一样的思想，还是强制类型转换，通过宏定义将GPIOA等定义为和GPIO_TypeDef同类型的结构体指针
  

• 看代码：

• GPIOC->ODR |= 0xFF00;//将PC8-PC15引脚拉高

• GPIOD->ODR |= (1 << 2);//拉高PD2，使能573

• GPIOD->ODR &= ~(1 << 2);//关闭使能

• 
  

• 下面是完整代码：

• 
  

• #include "stm32f10x.h"

• 
  

• void LED_Init(void)

• {

•     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

•     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//使能GPIOD和GPIOC

•     

•     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;//设置引脚号

•     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;//设置引脚速率10MHZ

•     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//设置为通用推挽输出模式

•     GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//调用初始化函数，初始化引脚配置

•     

•     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = 0xFF00;

•     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;

•     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

•     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

•     

•     GPIOC->ODR |= 0xFF00;//将PC8-PC15引脚拉高

•     GPIOD->ODR |= (1 << 2);//拉高PD2，使能573

•     GPIOD->ODR &= ~(1 << 2);//关闭使能

• }

• 
  

• 完毕~~

• 
  

• emmm，再给一个测试例程吧，实现L1每隔1s闪烁：

• 
  

• #include "stm32f10x.h"

• #include "led.h"

• 
  

• u32 TimingDelay = 0;

• 
  

• void Delay_Ms(u32 nTime);

• 
  

• //Main Body

• int main(void)

• {

•     SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);

• LED_Init();

•     

• while(1)

•     {

•         GPIOC->ODR ^= (1 << 8);

•         GPIOD->ODR |= (1 << 2);

•         GPIOD->ODR &= ~(1 << 2);

•         Delay_Ms(1000);

•     }

• }

• 
  

• void Delay_Ms(u32 nTime)

• {

• TimingDelay = nTime;

• while(TimingDelay != 0);

• }

• 
  

• 解释一下 “GPIOC->ODR ^= (1 << 8);” 介个东东：

• ^异或符学过51的应该不陌生，很好用，这个异或是按位异或，对每一位都执行操作的，我们每隔1000ms让GPIOC->ODR中的数据和（1 <<8）相异或，也就是实现第8位每隔1s取反，视觉上就是L1每隔1s闪烁了：

• GPIOC->ODR初始化数据：11111111

• （1 << 8）：10000000

• 按位异或 GPIOC->ODR ^= (1 << 8)：01111111

• 实现了第8位每隔1s取反的操作~~~